Modul PKR Kelas XI Rekayasa [PDF]

Citation preview

SMA TARUNA BAKTI



Prakarya dan Kewirausahaan Bidang Rekayasa http://ketikcoretketik.blogspot.com



KELAS XI



TAHUN PELAJARAN 2014-2015



MODUL I PENGERTIAN REKAYASA  PENGERTIAN PRAKARYA DAN KEWIRAUSAHAAN Prakarya berasal dari istilah pra dan karya, pra mempunyai makna belum dan karya adalah hasil kerja. prakarya didefinisikan sebagai hasil kerja yang belum jadi, prakarya masih berupa proof of concept atau sebuah prototipe. Prakarya belum mempunyai target pemasaran, oleh sebab itu belum ada penggunanya atau konsumennya. Satusatunya penggunanya mungkin si developer atau desainer itu sendiri. Kualitas belum menjadi perhatian sebab yang penting bentuk dasarnya saja. Harga sebuah prakarya ditentukan sangat subyektif sebab belum tahu potensi pasarnya. Prakarya memiliki pengertian Ketrampilan, hastakarya, kerajinan tangan, atau keterampilan tangan. bahan yang digunakan tersedia secara umum dipasaran, sehingga kita tinggal merangkai ataupun pemanfaatan limbah dan bahan bekas baik secara manual maupun dengan bantuan teknologi. Prakarya mempunyai peranan penting dalam pengembangan kreatifitas dan mengembangkan menjadi sebuah inovasi baru.  REKAYASA Rekayasa (bahasa Inggris: engineering) adalah penerapan ilmu dan teknologi untuk menyelesaikan permasalahan manusia. Hal ini diselesaikan lewat pengetahuan, matematika dan pengalaman praktis yang diterapkan untuk mendesain objek atau proses yang berguna. Para praktisi teknik profesional disebut insinyur (sarjana teknik). Menurut sejarahnya, banyak para ahli yang meyakini kemampuan teknik manusia sudah tertanam secara natural. Hal ini ditandai dengan kemampuan manusia purba untuk membuat peralatan peralatan dari batu. Dengan kata lain teknik pada mulanya didasari dengan trial and error untuk menciptakan alat untuk mempermudah kehidupan manusia. Seiring dengan berjalannya waktu, ilmu pengetahuan mulai berkembang, dan mulai mengubah cara pandang manusia terhadap bagaimana alam bekerja. Perkembangan ilmu pengetahuan inilah yang kemudian mengubah cara teknik bekerja hingga seperti sekarang ini. Orang tidak lagi begitu mengandalkan trial and error dalam menciptakan atau mendesain peralatan, melainkan lebih mengutamakan ilmu pengetahuan sebagai dasar dalam mendesain. Selain rekayasa di bidang teknik, terdapat penerapan ilmu dan pengetahuan untuk menyelesaikan permasalahan manusia yang disebut dengan Social Engineering atau Rekaya sosial. Social Engineering adalah campur tangan atau seni memanipulasi sebuah gerakan ilmiah dari visi ideal tertentu yang ditujukan untuk mempengaruhi perubahan sosial, bisa berupa kebaikan maupun keburukan dan juga bisa berupa kejujuran, bisa pula berupa kebohongan. Merupakan sebuah proses yang direncanakan, dipetakan pelaksanaannya guna mengadakan perubahan struktur dan kultur berbasis pada sosial masyarakat. Rekayasa sosial terjadi karena terdapat beberapa kesalahan pemikiran manusia dalam memperlakukan masalah sosial yang disebut para ilmuwan dengan sebutan intellectual cul-de-sac yang menggambarkan kebuntuan berpikir, salah satu bentuk kesalahan pemikiran lainnya adalah permasalahan sosial yang kerap dikait-kaitkan dengan mitos ataupun kepercayaan manusia akan suatu gerakan abtrak ilusi yang tanpa disadari dapat merubah tatanan kehidupan bermasyaratnya. Untuk itu perlu diadakannya rekayasa sosial agar kesalahan-kesalahan berpikir seperti ini dapat diatasi sehingga masyarakat dapat melihat permasalahan yang dihadapinya sebagai sesuatu yang konkrit. Rekayasa sosial timbul akibat adanya sentimen atas kondisi manusia, untuk itu perlu adanya perombakan yang dimulai dari cara pandang atau paradigma manusia atas sebuah perubahan. dinamika sosial yang terjadi ditengah masyarakat, maka kita akan dapati perubahan selalu berjalan seiring dengan dinamika itu. Terdapat 2 macam Perubahan sosial yakni perubahan sosial yang tidak direncanakan (unplanned social change) dan perubahan sosial yang direncanakan (planned social change). Ciri utama perubahan sosial yang tidak direncanakan yaitu terjadi secara terus menerus dan perlahan-lahan tanpa ada yang mengarahkan dan merencanakan. Perubahan model ini lebih sering merupakan akibat perkembangan teknologi, pengetahuan dan globalisasi, perubahan yang direncanakan adalah perubahan yang disengaja dan memiliki cara dan teknik tertentu biasanya melalui rekayasa sosial atau yang biasa disebut Social Engineering. Selain itu perubahan ini juga menentukan desain akhir dari proses perubahan yang dilakukan. Karakter khas dari social engineering adalah pergerakan yang menginginkan adanya perubahan masyarakat menuju kondisi yang lebih baik, karena ketika kita menetapkan akan mewujudkan masyarakat yang lebih baik maka sesungguhnya kita telah menetapkan sebuah desain akhir dari proses yang akan kita lakukan.



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



2



 REKAYASA T EKNOLOGI Rekayasa Teknologi adalah bidang studi yang berfokus pada penerapan teknik dan teknologi modern, bukan teoritis. Menurut US Department of Education, Rekayasa Teknologi adalah bidang berkaitan dengan penerapan] teknik dasar prinsip-prinsip dan keterampilan teknis untuk mendukung para insinyur yang terlibat dalam berbagai proyek. Rekayasa Teknologi pada umumnya mencakup instruksi dalam berbagai teknik fungsi dukungan untuk penelitian, produksi, dan operasi, dan aplikasi pada spesialisasi teknik tertentu. Rekayasa berasal dari penerjemahan kata „Engineering‟. Arti dari engineering yaitu bidang, seni dan profesi yang menerapkan teknis, ilmiah dan pengetahuan matematika dalam merancang dan mengimplementasikan materi, struktur, mesin, peralatan, sistem, dan proses agar dapat mewujudkan tujuan yang diinginkan. Engineering merupakan bidang yang luas sehingga dipecah sesuai dengan bidang masing-masing. Hal ini dapat dicontohkan di perguruan tinggi kita, antara lain teknik informatika, teknik industri, teknik kimia, sistem komputer, sistem informasi, teknik sipil, teknik elektro, desain produk, dan lain-lain. Tetapi mesipun dilatih untuk satu bidang tertentu, seoang lulusan dalam bidang engineering, pada praktek dilapangan tentu dihadapkan dengan permasalahan yang multidisiplin. Pada dewasa ini banyak bidang-bidang yang menjadi popular dan berkembang dengan pesat, serta mengembangkan cabang-cabang baru seperti teknik informatika, teknik computer, rekayasa perangkat lunak, teknologi nano, rekayasa molecular, mekatronika. Sekarang berkembang bidang yang merupakan multidisiplin, contohnya mekatronik merupakan gabungan mekanik, elektronik dan komputer. Hal ini dapat diamati sangat jelas di pendidikan luar negeri, banyak sekali tumbuh bidang-bidang baru (jurusan) sesuai dengan kebutuhan di lapangan, karena di sana banyak bidang dalam perguruan tinggi yang langsung menuju ke aplikasi tertentu di lapangan. Sehingga banyak juga terjadi perubahan bidang atau perkembangan bidang baru. Hal ini beberapa kali terjadi apabila ada keinginan ingin melanjutkan sekolah ke luar negeri, tiba-tiba bidang tesebut sudah berubah atau tidak ada lagi. Ada pula bidang yang baru tersebut berkembang menjadi besar dan berkembang sub-sub bidang yang baru.  PENGGUNAAN KOMPUTER Seperti semua ilmu pengetahuan dan teknologi modern, usaha, komputer dan software memainkan peran yang semakin penting. Ada beberapa software aplikasi yang khusus untuk kebutuhan rekayasa. Komputer dapat menghasilkan model dari proses fisik, yang dapat diselesaikan dengan menggunakan metode numerik. Salah satu yang paling banyak digunakan alat dalam profesi adalah Computer Aided Design (CAD) perangkat lunak yang memungkinkan para insinyur untuk menciptakan model 3D, 2D gambar, dan skema desain mereka. CAD bersamasama dengan Digital Mockup (DMU) dan Computer Aided Engineering (CAE )software seperti analisis metode elemen hingga atau metode elemen analitik memungkinkan para insinyur untuk membuat model desain yang dapat dianalisis tanpa harus membuat mahal dan memakan waktu prototipe fisik. Rekayasa teknologi sangat berhubungan dengan sosial masyarakat dan perilakunya. Setiap produk yang dipergunakan dalam masyarakat modern dewasa ini tidak lepas dari rekayasa teknologi. Desain rekayasa teknologi merupakan alat yang sangat berpengaruh terhadap perubahan lingkungan, masyarakat dan ekonomi. REKAYASA PERANGKAT LUNAK Rekayasa Perangkat Lunak pada prinsipnya menekankan pada tahapan-tahapan pengembangan suatu perangkat lunak yakni : Analisis, Desain, Implementasi, Testing dan Maintenance. Pada tahap yang lebih luas Rekayasa Perangkat Lunak mengacu pada Manajemen Proyek pengembangan Perangkat Lunak itu sendiri dengan tetap memperhatikan tahapan - tahapan pengembangan sebelumnya. Dalam pengembangannya perangkat lunak memiliki berbagai model yaitu model water fall ('model konvensional' sebagai model terdahulu yang dikembangkan dan karena model water fall nyaris sama dengan siklus hidup pengembangan sistem), model prototype ('model yang disukai oleh user dan pengembang), model sequensial linear, model RAD 'rapid aplikation model', model 'formal method' atau 'metode formal' disini sebelum diadakannya implementasi terlebih



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



3



dahulu rancangan model yang dibuat diverifikasi terlebih dahulu sehingga tidak ada lagi kesalahan - kesalahan pada saat implementasi. Sebagai contoh pemakaian dan perkembangan Blackberry dengan push emailnya sangat mempengaruhi perubahan pola komunikasi masyarakat dewasa ini. Sehingga rekayasa teknologi memiliki tanggung jawab yang besar bagi perubahaan dalam masyarakat. Dalam rekayasa teknologi diperlukan kode etik sehingga dapat mencegah dampak negatif bagi masyarakat. Industri atau perusahaan yang menjalakan rekayasa teknologi diharuskan untuk memiliki program atau kebijakan CSR (Corporate and Social Resposibility). Contoh perusahaan yang dimaksud, perusahaan Pembangkit Listrik, Eplorasi Migas, dan lain-lain.



1. 2. 3. 4. 5.



 



Jelaskan pengertian Rekayasa ! Jelaskan yang dimaksud Software Engineering ! Jelaskan yang dimaksud rekayasa teknologi dan rekayasa sosial! Jelaskan manfaat komputer pada bidang rekayasa teknologi! Jelaskan yang dimaksud dengan CSR (Corporate and Social Resposibility) !



Diskusikan dengan anggota kelompok tentang rencana penerapan suatu rekayasa di bidang teknologi informasi Presentasikan hasil diskusi di depan kelas



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



4



MODUL II KOMPONEN ELEKTRONIKA  PENGERTIAN ELEKTRONIKA Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi. Alat-alat yang menggunakan dasar kerja elektronika ini disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan (piranti) elektronik ini: Tabung Sinar Katode (Cathode Ray Tube, CRT), radio, TV, perekam kaset, perekam kaset video (VCR), perekam VCD, perekam DVD, kamera video, kamera digital, komputer pribadi desk-top, komputer Laptop, PDA (komputer saku), robot, smart card, dll.  SEJARAH ELEKTRONIKA Sejarah elektronika dimulai dari abad ke-20, dengan melibatkan tiga buah komponen utama yaitu tabung hampa udara (vacuum tube), transistor dan sirkuit terpadu (integrated circuit). Pada tahun 1883, Thomas Alva Edison berhasil menemukan bahwa electron bisa berpindah dari sebuah konduktor ke konduktor lainnya melewati ruang hampa. Penemuan konduksi atau perpindahan ini dikenal dengan nama efek Ediosn. Pada tahun 1904, John Fleming menerapkan efek Edison ini untuk menemukan dua buah elemen tabung electron yang dikenal dengan nama dioda, dan Lee De Forest mengikutinya pada tahun 1906 dengan tabung tiga elemen, yang disebut trioda. Tabung hampa udara menjadi divais yang dibuat untuk memanipulasi kemungkinan energi listrik sehingga bisa diperkuat dan dikirimkan. Aplikasi tabung elktron pertama diterapkan dalam bidang komunikasi radio. Guglielmo Marconi merintis pengembangan telegraf tanpa kabel(wireless telegraph) pada tahun 1896 dan komunikasi radio jarak jauh pada tahun 1901. Pada tahun 1918, Edwin Armstrong menemukan penerima "super-heterodyne" yang dapat memilih sinyal radio atau stasion dan dapat menerima sinyal jarak jauh. Armstrong juga menemukan modulasi frekuensi FM pita lebar (wide-band) pada tahun 1935; sebelumnya hanya menggunakan AM atau modulasi amplitudo pada rentang tahun 1920 sampai 1935. Bell Laboratories mengeluarkan televisi ke publik pada tahun 1927, dan ini masih merupakan bentuk electromechanical. Ketika sistem elektronik menjadi jaminan kualitas, para insinyur Bell Labs memperkenalkan tabung gambar sinar katoda dan televisi berwarna. Namun Vladimir Zworykin, seorang insinyur di Radio Corporation of America (RCA), dianggap sebagai "bapak televisi" karena penemuannya, tabung gambar dan tabung kamera iconoscope. Pada pertengahan tahun 1950-an, televisi telah melewati radio untuk penggunaan di rumah dan hiburan. Setelah perang, tabung elektron digunakan untuk mengembangan komputer pertama, tapi tabung ini tidak praktis karena ukuran komponen elektroniknya. Pada tahun 1947, transistor ditemukan oleh tim insinyur dari Bell Laboratories. Fungsi transistor seperti tabung hampa udara, tapi memiliki ukuran yang lebih kecil, lebih ringan, konsumsi daya lebih kecil, dan lebih kuat, dan lebih murah untuk diproduksi dengan adanya kombinasi penghubung metalnya dan bahan semikonductor. Konsep sirkuit terintegrasi diusulkan pada tahun 1952 oleh Geoffrey W. A. Dummer, seorang ahli elektronika berkebangsaan Inggris dengan Royal Radar Establishment-nya. Pada tahun 1961, sirkuit terintegrasi menjadi produksi penuh oleh sejumlah perusahaan, dan desain peralatan berubah secara cepat dan dalam beberapa arah yang berbeda untuk mengadaptasi teknologi.  KOMPONEN ELEKTRONIKA Komponen elektronika berupa sebuah alat berupa benda yang menjadi bagian pendukung suatu rangkaian elektronik yang dapat bekerja sesuai dengan kegunaannya. Mulai dari yang menempel langsung pada papan rangkaian baik berupa PCB, CCB, Protoboard maupun Veroboard dengan cara disolder atau tidak menempel langsung pada papan rangkaian (dengan alat penghubung lain, misalnya kabel). Komponen elektronika ini terdiri dari satu atau lebih bahan elektronika, yang terdiri dari satu atau beberapa unsur materi dan jika disatukan, untuk desain rangkaian yang diinginkan dapat berfungsi sesuai dengan fungsi masing-masing komponen, ada yang untuk mengatur arus dan tegangan, meratakan arus, menyekat arus, memperkuat sinyal arus dan masih banyak fungsi lainnya. Elektronika adalah sebuah peralatan yang terbentuk dari beberapa Jenis Komponen Elektronika dan masingmasing Komponen Elektronika tersebut memiliki fungsi-fungsinya tersendiri di dalam sebuah Rangkaian Elektronika. Seiring dengan perkembangan Teknologi, komponen-komponen Elektronika makin bervariasi dan



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



5



jenisnya pun bertambah banyak. Tetapi komponen-komponen dasar pembentuk sebuah peralatan Elektronika seperti Resistor, Kapasitor, Transistor, Dioda, Induktor dan IC masih tetap digunakan hingga saat ini. RESISTOR 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.



KODE WARNA RESISTOR Kode Warna Resistor pertama kali ditemukan pada tahun 1920 yang kemudian dikembangkan oleh perkumpulan pabrik radio di Eropa dan Amerika RMA (Radio Manufacturers Association). Pada era 1957, kelompok ini sepakat untuk berganti nama menjadi EIA (Electronic Industries Alliance) dan menetapkan kode tersebut sebagai standar EIA-RS-279. Dalam aturan standar EIA-RS-279, telah ditetapkan 3 sistem kode warna, yaitu : Sistem Kode Warna 4 Pita. Sistem Kode Warna 5 Pita. Sistem Kode Warna 6 Pita.



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



6



SISTEM KODE WARNA 4 PITA Sistem ini merupakan kode warna paling sering digunakan yang terdiri dari 4 pita warna yang mengelilingi badan resistor. Dua pita yang terdapat pada bagian depan merupakan informasi dua digit harga resistansi, sedangkan pita ketiga merupakan faktor pengali (jumlah nol yang ditambahkan setelah dua digit resistansi) dan pita keempat merupakan toleransi harga resistansi. Kadang di dalam resistor terdapat pita kelima yang berfungsi untuk menunjukan koefisien suhu, tetapi ini juga tergantung dari sistem lima warna sejati yang menggunakan tiga digit resistansi.



CONTOH : Pita ke-1 = Hijau, Pita ke-2 = Biru, Pita ke-3 = Perak, Pita ke-4 = Emas. Nilainya adalah 0,56 Ω, dengan Toleransi 5%. MACAM RESISTOR SESUAI DENGAN BAHAN & KONSTRUKSINYA Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam. Namun demikian dalam perdagangan resistor-resistor tersebut dibedakan menjadi resistor tetap (fixed resistor) dan resistor variabel. Resistor tetap pengunaannya untuk daya rendah, yang paling utama adalah jenis tahanan tetap yaitu tahanan campuran karbon yang dicetak. Macam-macam resistor tetap : Metal Film Resistor Metal Oxide Resistor Carbon Film Resistor Ceramic Encased Wirewound Resistor variabel memiliki tahanan yang berubah-ubah, seperti yang tercantum dari namanya, memiliki sebuah terminal tahanan yang dapat diubah harganya dengan memutar dial, knob, ulir atau apa saja yang sesuai untuk suatu aplikasi. Mereka bisa memiliki dua atau tiga terminal, akan tetapi kebanyakan memiliki tiga terminal. Jika dua atau tiga terminal digunakan untuk mengendalikan besar tegangan, maka biasanya di sebut potensiometer. Macam-macam resistor variabel : Potensiometer : Linier, Logaritmis Trimer-Potensiometer Thermister : NTC ( Negative Temperature Coefisient ), PTC ( Positive Temperature Coefisient ) DR JENIS JENIS RESISTOR Resistor (R), adalah yang paling umum digunakan dari semua komponen elektronik. Ada berbagai jenis resistor yang tersedia dengan fungsi utama mereka adalah untuk membatasi arus yang melalui rangkaian listrik/elktronik, atau untuk menurunkan tegangan serta membagi tegangan. Resistor adalah "Komponen Pasif", yang tidak berisi sumber kekuatan/penguatan tetapi hanya melemahkan atau mengurangi sinyal tegangan melewati mereka. Ketika digunakan di sirkuit DC Drop Voltage yang dihasilkan diukur di terminal kaki keduanya. Resistor menghasilkan jatuh tegangan bila arus listrik mengalir melaluinya sesuai dengan Hukum Ohm, dengan nilai yang berbeda pada setiap resistor menghasilkan nilai yang berbeda pula dari arus atau tegangan. Ini sangat berguna dalam sirkuit elektronik dengan mengendalikan atau mengurangi baik arus maupun tegangan yang dihasilkan setelah mengalir melaluinya. Ada berbagai Jenis Resistor dan diproduksi dalam berbagai bentuk karena karakteristik tertentu dan ketepatan sesuai dengan bidang aplikasi tertentu, seperti High Stabilitas, High Voltage, High Current dll, atau tujuan umum digunakan sebagai resistor dimana karakteristik mereka kurang menjadi masalah. Beberapa karakteristik umum yang terkait dengan resistor yang rendah ; Koefisien Suhu , Koefisien Tegangan, Noise, Frequency Response, Power serta Rating Suhu, Ukuran Fisik dan Keandalan.



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



7



Pada semua Rangkaian Listrik dan elektronik Resistor digambarkan dengan garis yang “zig-zag” dengan nilai yang dicantumkannya dalam satuan Ohms, Ω.  CARBON COMPOSITION RESISTOR – TERBUAT DARI SERBUK KARBON UNTUK DAYA RENDAH /WATTS KECIL. Resistor karbon merupakan Komposit Resistor yang paling umum untuk dipergunakan dalam penggunaan dalam segala rangkaian elektronik biasa dan dianggap resistor yang paling murah.. Elemen resistif nya dibuat dari campuran serbuk karbon atau grafit karbon (seperti isi pensil) dengan keramik (tanah liat) . Rasio karbon untuk keramik menentukan keseluruhan nilai resistif campuran dan semakin tinggi rasio ini semakin rendah nilai resistensinya. Campuran tersebut kemudian dibentuk menjadi bentuk silindris dan kawat logam/konduktor yang melekat pada masing-masing ujung untuk memberikan sambungan listrik sebelum dilapisi dengan bahan isolasi luar dan tanda-tanda kode warna. Resistor Komposit Karbon mempunyai daya rendah sampai medium dengan induktansi yang rendah yang membuat nya ideal untuk aplikasi frekuensi tinggi namun mempunyai kelemahan pada tingkat kebisingan (noise tinggi) dan kurang stabil dalam kondisi yang panas.Identifikasi Resistor komposit karbon diawali dengan "CR" (misalnya CR10kΩ) dan tersedia dalam Lintasan E6 (± 20% toleransi), Lintasan E12 (± 10% toleransi) dan Lintasan E24 (± 5% & ± 2% toleransi) pada umumnya resistor jenis ini mempunyai daya dari 0,125 atau 1 / 4 Watt sampai 2 Watt.  FILM OR CERMET RESISTOR – TERBUAT DARI CONDUCTIVE METAL OXIDE PASTE, UNTUK DAYA YANG SANGAT RENDAH "Film Resistor" terdiri dari Metal Film, Karbon Film dan Metal Oxide Film, yang biasanya dibuat dengan mendepositokan melapiskan logam murni , seperti nikel, atau film oksida, seperti timah-oksida, ke keramik isolator batang atau substrat. Nilai resistif resistor ditrntukan dengan ketebalan film kemudian diberi alur secara helical dengan menggunakan sinar laser. Hal ini menimbulkan efek meningkatkan konduktif atau resistansinya karena lapisan yang dipotong secara helical tersebut sama hasilnya dengan melilitkan kawat dalam bentuk kumparan. Metode pembuatan ini memungkinkan untuk resistor jenis ini mempunyai keakuratan yang lebih tinggi dibanding Resistor Karbon. Metal Film Resistor memiliki stabilitas suhu jauh lebih baik daripada resistor karbon pada ukuran yang setara, tingkat noise/kebisingan rendah dan umumnya lebih baik untuk frekuensi tinggi atau aplikasi frekuensi radio. Metal Oxide Resistor yang lebih baik kemampuan pada gelombang tinggi dengan temperatur kemampuan jauh lebih tinggi daripada setara resistor film logam. Film jenis lain resistor umumnya dikenal sebagai Thick Film Resistor dibuat dengan melapiskan konduktif yang lebih tebal pasta dari ceramic and metal, yang disebut keramik logam , ke substrat keramik alumina. Resistor seperti ini digunakan pada pembuatan rangkaian elektronik yang kecil seperti dalam pembuatan PCB untuk Calculator, Hand Phone dan Perangkat peripheral komputer la. Mempunyai stabilitas suhu, kebisingan yang rendah, dan tegangan yang baik. Metal Film Resistor diawali dengan notasi "MFR" (misalnya MFR100kΩ) dan CF untuk Karbon Film jenis. Resistor film logam tersedia di Lintasan E24 (± 5% & ± 2% toleransi), E96 (± 1% toleransi) dan E192 (± 0,5%, ± 0,25% & ± 0.1% toleransi) dengan daya dari 0,05 (1 / 20) Watt sampai dengan 1 / 2 Watt. Secara umum Film resistor adalah komponen presisi daya rendah.  WIRE-WOUND RESISTORS. – BERBODI METALIK



SEBAGAI PEREDAM PANAS, MEMPUNYAI NILAI WATTS YANG SANGAT



TINGGI



Tipe lain dari resistor, disebut Wirewound Resistor, dibuat oleh lilitan tipis kawat logam paduan (Nichrome) atau kawat jenis ke keramik isolator dalam bentuk spiral heliks yang mirip dengan Film Resistor. Resistor jenis ini umumnya hanya tersedia Ohm sangat rendah dengan presisi tinggi (dari 0,01 hingga 100kΩ). Resistor ini banyak digunakan dalam alat alat ukur pada rangkaian jembatan Whetstone. Resisto ini juga mampu menangani arus listrik yang jauh lebih tinggi daripada resistor lain dengan Ohm yang sama nilai dengan rating daya lebih dari 300 Watt. Resistor jenis ini disebut "Chassis Mounted Resistor". Mereka dirancang untuk secara fisik heatsink atau dipasang pada pelat logam untuk lebih menghilangkan panas yang dihasilkan sehingga meningkatkan kemampuan mengalirkan arus lebih besar lagi. Wirewound resistor type ini dimulai dengan notasi "WH" atau "W" (contoh; WH10Ω) dan tersedia dalam kemasan Aluminium Cladded (WH) dengan ketelitian (±1%, ±2%, ±5% & ±10% tolerance) atau the W Vitreous Enamelled package (±1%, ±2% & ±5% tolerance) dengan daya 1W hingga 300W atau lebih



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



8



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).



JENIS-JENIS KAPASITOR KAPASITOR T ETAP Pada umumnya kapasitor yang terbuat dari bahan mika, gelas, dan film nilainya kurang dari 1 mikrofarad (1µF). Satuan kapasitor adalah Farad, dimana 1 farad = 103 mF = 106µF = 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 angka atau nilai, angka ketiga menunjukkan faktor pengali atau jumlah nol, dan satuan yang digunakan ialah pikofarad (pF). Contoh: Pada badan kapasitor tertulis angka 103 artinya nilai kapasitas dari kapasitor tersebut adalah 10×103 pF = 10 x 1000 pF = 10nF = 0,01 µF. Kapasitor tetap yang memiliki nilai lebih dari atau sama dengan 1µF adalah kapasitor elektrolit (elco). Kapasitor ini memiliki polaritas (memiliki kutub positif dan kutub negatif) dan biasa disebutkan tegangan kerjanya. Misalnya : 100µF 16 V artinya elco memiliki kapasitas 100µF dan tegangan kerjanya tidak boleh melebihi 16 volt. KAPASITOR T IDAK TETAP Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi atau kapasitas yang dapat diubah-ubah. Kapasitor ini terdiri dari : A. KAPASITOR T RIMER Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan obeng. B. VARIABEL CAPASITOR (VARCO)



Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang tersedia. Bentuk menyerupai potensiometer.



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).



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



9



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.



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, sebagai Switch (Pemutus dan penghubung), Stabilitasi Tegangan, Modulasi Sinyal, Penyearah dan lain sebagainya. 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.



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 komponen-komponen Elektronika lainnya. 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.



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



10



A. PILIHLAH JAWABAN YANG PALING BENAR! 1. Satuan Resistor adalah …. A. Volt B. Ohm C. Ampere D. nano Farad E. Kilo



7. Dibawah ini adalah simbol kapasitor kecuali… A. B. C.



2. Satuan Kapasitor adalah …. A. Volt B. Ohm C. Ampere D. nano Farad E. Kilo



D. E. 8. Simbol induktor tetap adalah…



3. IC singkatan dari …. A. Integrated Circuit B. Internal Circuit C. Integrated Circle D. Intermediate Circuit E. Integer



A. B. C. D. E.



4. Gambar merupakan simbol.. A. Kapasitor B. Resistor C. Induktor / lilitan D. Transistor E. IC



9. Simbol induktor variabel adalah… A. B. C.



5. Satuan nilai kapasitor adalah …. A. Coulomb B. Ohm C. Farad D. Joule E. Kilo



D. E. 10. Dibawah ini adalah simbol dioda kecuali…



6. Dibawah ini adalah simbol Resistor kecuali… A. B.



A. B. C.



C. D.



D.



E.



A +



-



K



E.



B. LENGKAPI TABEL BERIKUT INI NAMA KOMPONEN



GAMBAR



SIMBOL



LDR (LIGHT DEPENDING RESISTOR)



KAPASITOR ELEKTROLIT



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



11



DIODA ZENER



SAKLAR



INDUKTOR



TRANSISTOR



INTEGRATED CIRCUIT



Perhatikan Pita warna pada Resistor berikut ini :



Hitung :



a. Hambatan Normal b. Hambatan Terkecil c. Hambatan Terbesar Dari susunan warna resistor berikut ini : 1. Merah – Merah – Hitam – Perak 2. Bitu – Merah – Coklat – Emas 3. Biru – Hitam – Merah – Kosong 4. Hijau – Kuning – Hitam – Emas 5. Biru – Kuning – Hitam – Emas 6. Kuning – Hitam – Putih - Kosong



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



12



MODUL III RANGKAIAN ELEKTRONIKA  PENGERTIAN RANGKAIAN ELEKTRONIKA Rangkaian elektronika adalah susunan dari komponen elektronika yang mempelajari ilmu tentang alat listrik arus lemah yang di jalankan dengan mengontrol aliran elektron atau juga muatan listrik seperti komputer, peralatan elekrtonik, termokabel, semikonduktor dan fungsi kelistrikan lainnya. Untuk dapat memahami sebuah rangkaian elektronika, kita harus menguasai bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya pada bagian teknik elektro dan teknik komputer. Saat ini sudah banyak sekali desain ataupun rancangan dari sebuah rangkaian untuk memenuhi suatu tuntutan teknologi atau kebutuhan manusia. Itu di karenakan perkembangan teknologi sudah mengalami banyak peningkatan yang semakin kompleks seperti penggunaan wireless dan pemanfaatan bahan semikonduktor.



Sebagai contoh dari perkembangan teknologi adalah pada sistem komputer yang kini mempunyai kecepatan proses data yang sangat tinggi, hingga bisa mencapai pada kecepatan jutaan per detik (GHz) dan juga mempunyai bentuk yang lebih kecil dan portable. Itu semua di sebabkan adanya kemajuan teknologi digital yang berbasis komputasi. Contoh lain dari rangkaian elektronika adalah rangkaian wireless. Di mana rangkaian ini bisa di gunakan dari jarak jauh tanpa harus menggunakan kabel. Oleh karena itu sekarang ini banyak orang menilai pada saat ini teknologi sudah canggih Ditambah lagi dengan alat yang bernama GPS, alat ini di gunakan untuk mendeteksi posisi kita di manapun kita berada. GPS memanfaatkan fungsi wireless atau gelombang radio dalam memantau lalu lintas data antara pengguna GPS dengan satelite GPS. Selain rangkaian elektronika wireless, ada juga yang di sebut dengan elektronika sensor. Di mana rangkaian ini berfungsi menyerupai fungsi dari indra manusia yang bisa di tiru, bahkan rangkaian ini juga merasakan apa saja yang di rasakan oleh indra manusia. Ada juga rangkaian sensor yang bisa mendeteksi berat, suhu. api, air, jumlah putaran, jarak dan masih banyak lagi jenis rangkaian sensor lainnya yang sangat membantu keperluan sehari hari. Alat yang di gunakan dasar kerja rangkaian elektronika di sebut sebagai peralatan elektronik. Contoh peralatan elektronik adalah Tabung Katoda, kamera digital, komputer, laptop, robot, smart card dan lain-lain.  PENGERTIAN RANGKAIAN LISTRIK Rangkaian Listrik itu sendiri sebenarnya memiliki pengertian lain dimana di dalam rangkaian tersebut akan terjadi interkoneksi dari komponen yang berada di dalamnya yang menyusun rangkaian tersebut. Dan disetiap komponen ini akan saling terhubung dan juga mengalirkan arus didalam lintasan tertutup. Apakah lintasan tertutup tersebut ? Lintasan tertutup memiliki pengertian sebagai lintasan yang saling menghubungkan komponen satu ke komponen lainnya tanpa terputus. Pengertian rangkaian listrik sendiri menjadi dasar teori dari rangkaian di dalam ilmu teknik elektro yang juga menjadi dasar serta fundamental bagi ilmu elektronika dan juga sistem daya, hingga ke sistem computer serta teori control. Sementara untuk arus listrik sendiri, memiliki arti sebagai perubahan kecepatan muatan terhadap waktu yang terdapat di dalam rangkaian yang juga bisa diartikan dengan perubahan kecepatan muatan yang mengalir di dalam rangkaian dengan menggunakan satuan waktu yang disimbolkan dengan huruf I.  PENGERTIAN ARUS LISTRIK AC & DC Beberapa sumber listrik (terutama, generator elektromekanik rotary) secara alami menghasilkan teganggan bergantian dalam polaritas, membalikkan positif dan negatif dari waktu ke waktu. Baik sebagai polaritas teganggan switching atau sebagai arah switching arus bolak-balik, seperti ini “” listrik dikenal sebagai (AC) Alternating Current. Sedangkan yang di sebut dengan DC (Direct Current ) adalah listrik yang mengalir ke arah yang konstan astau satu arah, dan / atau memiliki teganggan dengan polaritas konstan/satuarah. DC adalah jenis listrik dibuat oleh baterai (dengan terminal positif dan negatif pasti), atau jenis biaya yang dihasilkan dengan menggosokkan beberapa jenis bahan terhadap satu sama lain Arus AC atau kepanjangan dari Alternating Curren adalah arus yang sipatnya mempunya dua arah atau lebih di kenal dengan sebutan arus bolak-balik yang tidak memiliki sisi negatif, dan hanya mempunya ground (bumi). Arus



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



13



AC biasa di gunakan untuk tegangan listrik PLN sebesar misalnya 220 Volt 50 hezh. ini adalah tegangan standard untuk Indonesia, beda halnya dengan standard Tegangan untuk Negara lainnya. oleh karena itu belum tentu elektronika-elektronka yang ada di indonesia dapat di operasikan di negara lain, seperti misalnya TV buatan indonesia untuk di konsusmsi di Indonesia nah kali kita bawa ke negara lain belum tentu bisa di operasikan, di karnakan beda untuk tegangan jala-jala listriknya. Arus DC atau kepanjangan dari Direct Current adalah merupakan arus searah dimana arus ini harus benar-benar searah dan memiliki kutup positif dan negatif atau lebih dikenal lagi plush minusnya simbul + dan simbul -, Arus DC disini benar-benar sudah disearahkan dengan menggukanan rangkaian penyearah seperti adaftor, fungsi penyearah disini dipakai untuk komponen-komponen elektronika seperti: IC, Resistor, Capasitor, Transistor dan lainnya yang semuanya itu menggunakan arus searah. Dalam kehidupan sehari-hari kita jumpai alat-alat seperti dinamo sepeda dan generator. Kedua alat tersebut merupakan sumber arus dan tegangan listrik bolakbalik. Arus bolak-balik atau alternating current (AC) adalah arus dan tegangan listrik yang besarnya berubah terhadap waktu dan dapat mengalir dalam dua arah. Arus bolakbalik (AC) digunakan secara luas untuk penerangan maupun peralatan elektronik. Dalam bab ini kita akan membahas mengenai hambatan, induktor, dan kapasitor dalam rangkaian arus bolak-balik. Sumber arus bolak-balik adalah generator arus bolak-balik yang prinsip kerjanya pada perputaran kumparan dengan kecepatan sudut ω yang berada di dalam medan magnetik. Sumber ggl bolak-balik tersebut akan menghasilkan tegangan sinusoida berfrekuensi f. Dalam suatu rangkaian listrik, simbol untuk sebuah sumber tegangan gerak elektrik bolak-balik adalah . TEGANGAN DAN ARUS DC (SEARAH) Tegangan DC memiliki polaritas yang tetap yakni positif (+), nol (0), dan negatif (-). Tegangan DC tidak memiliki phase dan arus yang mengalir pun selalu dari polaritas yang lebih tinggi ke polaritas yang lebih rendah yakni dari positif ke negatif, dari positif ke nol, atau dari nol ke negatif karena polaritas nol lebih tinggi dari polaritas negatif. Dalam prakteknya, polaritas negatif umunya menggunakan warna kabel merah sedangkan negatif menggunakan kabel berwarna hitam. Contoh Sumber Tegangan DC (Searah): Battery (Accu/Accumulator/Aki) cair yang mengandung asam H2So4 Battery Kering Solar Cell Power Supply atau Adaptor Contoh peralatan yang menggunakan sumber tegangan DC (Searah): Kamera Digital Telpon Seluler Handycam MP3/ MP4 Player Lampu Senter Lampu Emergency Kalkulator Remote Control Mainan Anak Pointer (untuk presentasi) Wireless Mouse Jam Tangan dan Jam Dinding TEGANGAN DAN ARUS AC (BOLAK-BALIK) Berbeda dengan tegangan DC, tegangan AC memiliki dua polaritas yang berubah-ubah dari polaritas yang lebih tinggi ke polaritas yang lebih rendah dalam satuan waktu. Dengan demikian tegangan AC memiliki phase dan frekuensi misalnya 60 Hz (60 cycle per detik) dan 50 Hz (50 Cycle per detik). Polaritas tersebut diukur dari titik Netral (N) atau Ground (GND). Berdasarkan penggunaan jumlah phase-nya tegangan AC terdiri dari satu phase yaitu Phase, Neutral, dan Ground, kedua adalah tegangan AC tiga phase yang terdiri dari Phase R, Phase S, Phase T, Neutral, dan Ground. Dalam perkabelan listrik, polaritas tegangan AC dibedakan dengan warna kabel. Biru utuk Phase, Hitam untuk Netral, dan Kuning atau Kuning Hijau untuk Ground.



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



14



Contoh Sumber Tegangan AC PLN dengan bermacam pembangkit listrik misalnya PLTA dan PLTU. Besarnya tegangan AC dari PLN di Indonesia adalah sekitar 220Volt – 240 Volt dengan frekuensi 60 Hz. Output Transformator Step Down pada rangkaian power supply Output dari motor generator. Contoh peralatan yang menggunakan sumber tegangan AC: Motor Listrik yang digunakan di industri-industri untuk menggerakan mesin Motor Listrik pada Mesin Cuci Televisi Kulkas (Lemari Pendingin) Pompa Air Bor Listrik UPS (Uninterupable Power Supply) EPS (Emergency Power Source) Stabilizer Tegangan Lampu-lampu Penerangan Lampu Lalu-lintas Komputer PC Gergaji Mesin Sugu Listrik Mesin Fotokopi Mesin Bubut Kipas Angin Layar Monitor Pesawat Radio Amplifier Setrika Hot Air Gun



A. PILIHLAH JAWABAN YANG PALING BENAR! 1. Susunan dari komponen-komponen elektronika disebut …. A. Radio B. Rangakaian Elektronika C. PCB D. Skema E. Arus AC 2. Rangkaian yang bisa di gunakan dari jarak jauh tanpa harus menggunakan kabel adalah… A. Telekomunikasi B. Radio Control C. WiFi D. Rangkaian Wireless E. Remote 3. Arus listrik yang mengalir ke arah yang konstan atau satu arah, dan / atau memiliki tegangan dengan polaritas konstan/satu arah adalah… A. PLTN B. Arus Air C. Arus DC



D. Arus AC E. Arus Bulak-Balik 4. Arus listrik yang mengalir secara dua arah disebut… A. Arus AC B. Arus DC C. Arus Searah D. Arus Tambahan E. Arus Lemah 5. Dibawah ini adalah contoh Sumber Tegangan DC, kecuali… A. Battery (Accu/Accumulator/Aki) cair yang mengandung asam H2So4 B. Battery Kering C. Solar Cell D. Power Supply atau Adaptor E. PLN 6. Dibawah ini peralatan yang menggunakan sumber tegangan AC adalah… A. MP3/ MP4 Player B. Lampu Senter



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



15



C. Lampu Emergency D. Lampu Lalu-lintas E. Remote Control 7. Dibawah ini peralatan yang menggunakan sumber tegangan DC adalah… A. Lampu Emergency B. Bor Listrik C. UPS (Uninterupable Power Supply) D. EPS (Emergency Power Source) E. Stabilizer Tegangan 8. Besarnya tegangan AC dari PLN di Indonesia adalah sekitar… A. 110Volt – 260Volt dengan frekuensi 60 Hz B. 200Volt – 240Volt dengan frekuensi 60 Hz C. 220Volt – 260Volt dengan frekuensi 60 Hz D. 240Volt dengan frekuensi 60 Hz E. 220Volt – 240Volt dengan frekuensi 60 Hz



9. Berdasarkan penggunaan, tegangan AC terdiri dari… A. Phase, Neutral, dan Ground B. Positif, Negatif, dan Ground C. Phase, Positif, dan Negatif D. AC, DC E. Searah, Dua arah 10. Dalam perkabelan listrik, polaritas tegangan AC dibedakan dengan warna kabel, warnawarna tersebut adalah… A. Biru utuk Phase, Hitam untuk Netral, dan Kuning atau Kuning Hijau untuk Ground B. Merah utuk Phase, Hitam untuk Netral, dan Kuning atau Kuning Hijau untuk Ground C. Hijau utuk Phase, Hitam untuk Netral, dan Kuning atau Kuning Hijau untuk Ground D. Putih utuk Phase, Hitam untuk Netral, dan Kuning atau Kuning Hijau untuk Ground E. Biru utuk Phase, Merah untuk Netral, dan Kuning atau Kuning Hijau untuk Ground



B. JAWAB PERTANYAAN BERIKUT INI! 1. Jelaskan yang dimaksud Arus AC, berikan contohnya ! 2. Jelaskan yang dimaksud Arus DC, berikan contohnya! 3. Jelaskan perbedaan Arus AC dan Arus DC!



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



16



MODUL IV SKEMA ELEKTRONIKA Skema rangkaian elektronika merupakan blueprint dari model peralatan elektronik yang ingin kita bangun. Apapun jenis alat yang ingin kita buat, haruslah terlebih dahulu kita buatkan skemanya. Karena dengan adanya skema, kita akan mengetahui apa saja yang kita butuhkan dan apa saja yang perlu kita lakukan untuk membangun alat tersebut. Dari sanalah kita bisa berpatokan apakah kita sanggup memiliki bahan-bahan/ komponen pembangunnya, serta memperkirakan kesanggupan kita untuk merangkai komponen tersebut menjadi alat yang kita inginkan. Untuk membuat, membaca dan mengerti mengenai skema rangkaian elektronika kita harus memiliki ilmu elektronika dasar. Dengan ilmu tersebut, kita memiliki pengetahuan mengenai bahan-bahan pembangun peralatan elektronika serta kemampuan untuk merangkai bahan tersebut menjadi suatu rangkaian menjadi alat elektronik. Bahan pembangun itu disebut dengan komponen yang terdiri dari berbagai jenis, bentuk serta kegunaan yang beranekaragam dan terus berkembang sesuai kemajuan zaman. Sangat penting untuk mengetahui keseluruhan komponen yang ada sekarang ini, karena komponen yang beraneka ragam inilah nantinya yang akan menentukan bagaimana kerja dan fungsinya suatu alat elektronik setelah dirangkai nanti.



Dari contoh diatas dapat dilihat berbagai jenis bentuk gambar unik yang menjadi suatu Skema Rangkaian Elektronika. Gambar-gambar unik itu adalah perlambangan ataupun simbol dari komponen elektronika serta bagaimana komponen itu dirangkaiakan menjadi satu alat elektronik. Simbol-simbol elektronika telah memiliki standarisasi untuk mendefinisikan komponen yang dimaksud. Karenanya setiap simbol dalam semua skema yang dibuat oleh seorang profesional dengan ilmu elektronik dasar adalah sama maksudnya. Selain komponen serta cara merangkaianya, suatu skema selalu dilengkapi dengan cara kerja dari peralatan tersebut bila telah jadi. Jadi dengan skema ini kita dapat menganalisa bagaimanakah suatu alat elektronik itu dibangun dari awal hingga fungsi alat itu sendiripun kita bisa mengetahuinya. MEMBACA SKEMA ELEKTRONIK Schematics adalah peta kita untuk merancang, membangun, dan pemecahan masalah sirkuit. Memahami bagaimana untuk membaca dan mengikuti skema merupakan keterampilan dasar yang harus dikuasai. Salah satu kunci terbesar untuk menjadi pembaca skema adalah mampu mengenali mana komponen. Simbol komponen memberitahu setengah cerita, tetapi masing-masing simbol harus dipasangkan dengan baik nama dan nilai untuk menyelesaikannya. Untuk komponen skema seperti resistor, kapasitor, dan induktor nilai memberitahu kita berapa banyak ohm, farads, atau henries mereka miliki. Untuk komponen lain, seperti sirkuit terpadu, nilai mungkin hanya nama chip. Kristal mungkin daftar frekuensi berosilasi sebagai nilai mereka. Pada dasarnya, nilai komponen skematik memanggil karakteristik yang paling penting. Nama-nama komponen biasanya kombinasi dari satu atau dua huruf dan angka. Surat bagian dari nama mengidentifikasi jenis komponen - R 's untuk resistor, C' s untuk kapasitor, U 's untuk sirkuit terpadu, dll Setiap nama komponen pada skematis harus unik; jika Anda memiliki beberapa resistor dalam sebuah rangkaian, misalnya, mereka harus dinamai R 1, R 2, R 3, dll nama Komponen membantu kita referensi titik-titik tertentu dalam skema.



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



17



MERAKIT RANGKAIAN ELEKTRONIKA Rangkaian Elektronika adalah Kumpulan (gabungan) komponen elektronika menjadi 1 bagian dalam suatu rangkaian yang akan menghasilkan sebuah produk elektronik. Komponen elektronika yang beraneka ragam ini kita rangkai menjadi 1 pada sebuah papan kontrol yang disebut PCB (Panel Circuit Board). Proses pembuatan suatu rangkaian elektronika melalui 4 tahap: 1. 2. 3. 4.



Membuat Tata Letak Komponen Membuat Jalur pada PCB Proses Pelarutan Jalur PCB Pemasangan komponen



Untuk menghasilkan sebuah rangkaian elektronika yang bermutu harus melalui proses yang tepat dan benar. MEMBUAT TATA LETAK KOMPONEN Sebelum kita membuat sebuah rangkaian elektronika, terlebih dahulu kita harus merencanakan tata letak komponen. Tujuan perencanaan tata letak komponen ini adalah untuk nantinya akan dicetak diatas PCB. Penyusunannya lebih mudah dilakukan diatas kertas daripada lembaran tembaga di atas papan PCB, karena jika terjadi kesalahan lebih mudah diperbaiki. Dalam pembuatan tata letak komponen ini yang harus diperhatikan adalah: 1. Diagram, skematik dan gambar rangkaian harus berlaku sebagai induk atau dasar untuk memproduksi rangkaian elektronika 2. Harus mempunya cukup tempat untuk pemasangan komponen 3. Dalam pembuatan tata letak komponen cara termudah adalah dengan menggunakan kertas grid atau kertas milimeter Metode Tata Letak ini bertujuan agar komponen yang kita pasang pada papa PCB harus mempunyai ruang yang cukup. Dengan arti kata, semua komponen yang akan kita pasang pada PCB Mainboard bisa dipasang pada papan panel control PCB Mainboard. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah komponen yang akan dipasang pada sisi muka sebaliknya dari rancangan kita terbalik dari Lay Out (Jalur PCB). Untuk komponen yang berpolaritas atau dengan pin-pin tertentu, misalnya: Kapasitor, Dioda, Transistor dan IC karena kaki-kakinya sudah tertentu, maka sebenarnya mudah sekali untuk melihatnya dari bawah. Namu jika Anda melakukan Hal tersebut maka bisa berakibat fatal. Karena bisa jadi setelah papan PCB selesai, papan PCB sama sekali tidak bisa digunakan karena kesalahan kecil yang kurang teliti. Ada beberapa tuntutan yang bisa membantu kita dalam membuat rancangan jalur komponen: 1. Sediakan Gambar Rangkaian (Skematik Diagram) Didalam skema rangkaian digunakan simbol-simbol sederharna seperti pemakaian hubungan bersama (common) tidak selalu ditujukan dalam suatu garis tegas. Sering menggunakan symbol / tanda dan hubungan common ini harus terhubung semua 2. Tentukan komponen yang dipasang diluar rangkaian (Trafo, Kontrol, Varco dll) 3. Susun rancangan sebaik mungkin 4. Input dan Output harus tidak boleh pada berdekatan pada 1 titik 5. Hubungan ground sebisa mungkin dilintaskan mengelilingi rancangan. Hal ini dimaksudkan untuk membantu mengurangi masalah hubungan singkat jika pinggir PCB menyentuh kabinet 6. Usahakan menarik garis dari kiri ke kanan atau dari atas kebawah. Jalur rangkaian harus dibuat sesederhana mungkin pada arah yang sama 7. Setiap titik hubungan harus memiliki bantalan sendiri. Bantalan (PAD) adalah bantalan kecil tempat letak komponen untuk disolder pada PCB mainboard 8. Jalur rangkaian tidak boleh terhubung satu sama lain 9. Boleh melintasi saluran penghantar dibawah badan komponen (jumper) 10. Meskipun diperbolehkan menggunakan kawat jumper, namun usahakan untuk menggunakannya seminimal mungkin



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



18



CARA MEMBUAT JALUR PADA PCB. Ada beberapa cara untuk membuat jalur pada PCB: 1. Proses Tinta dan Pena (Spidol Permanen) Untuk memproses PCB polos menjadi rangkaian adalah dengan menggunakan tinta khusus. Pembuatan jalur dimulai dengan pembuatan bantalan (PAD). Setelah selesai semuanya, hubungkan PAD dengan garis lintasan penghantarnya. Jangan digerakkan sampai tinta sudah cukup kering. 2. Menggunakan Pita dan Titik Bahan ini telah tersedia dipasaran dengan menggunakan Pita dan Titik yang telah dipotong dan dibentuk biasanya terbuat dari kertas atau plastik. Untuk memudahkan tata letak ke permukaan PCB, gunakan kertas karbon dan pensil untuk menciplak. 3. Proses Gosok Proses ini mirip dengan metode titik dan pita yaitu menggunakan pola-pola resist yang dipindahkan ke PCB. Pola ini tercetak pada sehelai plastik bening. Caranya cukup dengan menggosok bahan tersebut pada papan rangkaian. 4. Proses Cap Proses lain adalah menggunakan cap dari karet. Biasanya tersedia dalam bentuk Transistor dan IC. Cap ini juga memerlukan tinta khusus seperti pada proses tinta dan pena. Kita cukup menekan cap pada lembaran PCB dan selanjutnya baru menghubungkan dengan jalur-jalur garis lainnya. 5. Proses lainnya Dengan cara menempelkan tata letak PAD PCB kemudian menandai dengan menggunakan penitik. Dilakukan pada PAD nya, selanjutnya dibuat PAD dan ditarik garis-garis sesuai kebutuhan.



PROSES PELARUTAN PCB Ada 4 jenis bahan pelarut yang digunakan untuk melarutkan lapisan tembaga PCB yaitu Amonium Persulfat, Asam Chrom, Clorida Tembaga dan Ferit Clorit. Ferit Clorit berwarna coklat dan paling banyak digunakan untuk melakukan pelarutan. Sedangkan Amonium Persulfat mengandung Clorida Mercuri. Senyawa ini merupakan racun yang dapat melarutkan tembaga. Proses pelarutan biasanya dilakukan dangan disemprot atau digoyanggoyangkan didalam tangki. Adapun Tangki Pelarut yang Digunakan Adalah: 1. Tangki Goyang Larutan dicairkan didalam tangki yang dimiringkan. Kemudian tangki digoyang-goyangkan untuk melarutkan PCB yang dimasukkan pada tangki goyang. Proses ini memakan waktu antara 30-40 menit tergantung dari kepekaan larutan terhadap papan PCB 2. Tangki Aerator Cara lain untuk mempercepat pelarutan adalah dengan menghembuskan udara. Proses ini menggunakan tangki Aerator dan mendirikan PCB secara Vertikal/tegak. Biasanya dilakukan dengan memakai Akumulator Mobil. PCB Harus ditempelkan menghadap cairan pelarut dan cerobong-cerobong udara. Untuk mempercepat proses pelarutan dilakukan dengan memanaskan larutan pada suhu 30-40 derajat Celcius. 3. Tangki Penyemprot Tangki ini banyak digunakan secara komersil dan berkelanjutan. Tangki ini dilengkapi dengan pemanas dan Mekanisme penyemprotan serta pengaturan waktu yang baik dan benar. Proses pelarutan biasanya digunakan untuk pelarutan dalam jumlah besar.



PROSES MELUBANGI PAD PCB DENGAN MESIN BOR DAN PEMASANGAN KOMPONEN. Proses melubangi PAD PCB biasanya menggunakan mesin bor tangan mini DC 12Volt. PAD PCB yang akan dilubangi dititik dulu sebelum di bor. Hal ini bertujuan agar mata bor tidak lari kemana-mana saat melubangi PAD PCB. Setelah PAD PCB dimana tempat kaki komponen di disolder, langkah selanjutnya tinggal pemasangan komponen. Komponen yang akan dipasang sebaiknya di ampelas dulu dengan kertas pasir halus. Begitu juga dengan PCB Mainboar, agar timah solder melekat kuat antara PAD dan kaki komponen. Hal lain yang harus diperhatikan adalah: 1. Pastikan komponen terletak pada posisinya 2. Komponen yang memiliki elektroda (kutub) pemasangannya tidak boleh terbalik 3. Jangan terlalu lama memaskan timah ke kaki komponen, agar panas solder tidak merusak komponen 4. Pastikan timah solder tidak menyentuh jalur lain yang tidak boleh terhubung 5. Solder kaki komponen ke PAD PCB secukupnya 6. Pastikan solder kuat dan rapi 7. Jika jalur membutuhkan kawat jumper, usahakan memasang kawat jumper pada bagian atas jalur



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



19



MEMBUAT RANGKAIAN ELEKTRONIKA



Daftar Komponen : Tr 1 & Tr 2 LED Kapasitor 1 Kapasitor 2 Resistor 1 Resistor 2 Baterai



: 9013 : 4 Warna : 100 uF : 100 uF : 56k ohm : 56k ohm :9V



SUARA BURUNG Daftar Komponen : R1



: 5K6 Ohm



R2



: 100K Ohm



R3



: 5K6 Ohm



VR



: 10K ohm



C1



: 20 nF



C2



: 10 nF



C3



: 47 nF



C4



: 100 µF / 10 V



C5



: 10 µF / 10 V



Tr 1



: FCS 9012



Tr 2



: FCS 9014



T



: Trafo IT - 191



Sp



: Speaker 8 Ohm



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



20



DAFTAR PUSTAKA https://arydj.wordpress.com/2010/11/01/3-rekayasa-teknologi/ http://komponenelektronika.biz/kode-warna-resistor.html http://teknikelektronika.com/jenis-jenis-komponen-elektronika-beserta-fungsi-dan-simbolnya/ http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronika



http://id.wikipedia.org/wiki/Daur_ulang http://cgggo.blogspot.com/2012/10/membuat-lampu-belajar-dari-led-dengan.html http://dusunjraung.blogspot.com/2012/09/pengertian-rangkaian-elektronika.html http://elektronikadasar.info/skema-rangkaian-elektronika.htm http://nofricela.mywapblog.com/cara-merakit-rangkaian-elektronika-bagia-6.xhtml



KELAS XI | Prakarya dan Kewirausahaan | Bidang Rekayasa – Kelas XI



21