PIRANTI ELEKTRONIKA

I.          LATAR BELAKANG

Dalam kehidupan yang modern dan serba cangih saat ini, kita tidak dapat terpisah dengan alat-alat elektonika. Bilang kita lihat disekeling rumah kita, hampir seluruh bagian rumah menggunakan alat elektronik. Contohnya saja dahulu kita mananak nasi menggunakan kompor, namun di zaman yang serba canggih saat ini kita pun menanak nasi menggunakan alat elektroni yang sering disebut magic com. Kita membutuhkan penerangan yang juga berasal dari listrik, alat kerja kita seperti komputer, laptop, handphone itu semua merupakan alat elektronik.

Karena begitu eratnya hubungan kita dengan alat- lat elektronik, kita perlu mengetahui bagaimana alat-alat tersebut bekerja dan komponen-komponen apa saja yang ada di dalam alat tersebut.

Alat-alat elektronik dari yang terbesar sampai yang terkecil sekalipun tidak akan pernah terlepas dari komponen-komponen elektronika yang kecil-kecil, sperti resistor, transistor dan kapasitor. Inilah komponen –komponen yang bekerja di dalam alat-alat elektronik yang selalu kita gunakan dalam kehidupan kita.

Oleh sebab itu kita perlu mengetahui dan mempelajari komponen-komponen tersebut. Karena mempelajari mengenai komponen-komponen tersebut membantu kita untuk mengetahui apabila ada kerusakan apa alat elektronik kita dan memungkinkan kita untuk memperbaikinya sendiri.

II.        LANDASAN TEORI

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.

Ada banyak sekali komponen yang dibutuhkan.Namun kita hanya akan membahas mengenai:

1.      Resistor

2.      Transistor

3.      Kapasitor

1. Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus yang masuk ke rangkaian.Selain itu,resistor juga berfungsi untuk mengatur komponen aktif.Pada resistor,arus AC tidak bisa masuk,sedangkan arus DC bisa.

Resistor disebut juga komponen pasif.Komponen pasif adalah komponen yang mengambil energi dari sumber dan akan mengubahnya ke bentuk lain atau menyimpannya dalam medan listrik / medan magnet.Contoh komponen pasif lainnya adalah kapasitor dan induktor.

Resistor atau hambatan r diukur dalam satuan Ohm ( disimbolkan dengan “ Ω “ ).Bila dihubungkan dengan tegangan v ( satuannya Volt ) dan kuat arus I ( satuannya Ampere ) mempunyai rumus sebagai berikut :

V = I . R

R = V / I

2. Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penguat sinyal.Berikut gambar transistor.

Transistor mempunyai tiga kaki yaitu:

a. Basis (B),sebagai tempat untuk input.Terletak di tengah atau sedikit jauh dari emitor dan colektor

b. Emitor (E),Untuk memberikan arus yang dibutuhkan transistor.

c. Colektor (C),sebagai tempat untuk output.

Secara umumnya basis,emitor,colektor berfungsi dalam pemberian catudaya terhadap transistor,mengaktifkan transistor,dan mengatur arus yang masuk ke transistor.

Nilai emitor lebih tinggi daripada colektor.

RBE > RBC

Transistor terbagi dua yaitu transistor NPN dan Transistor PNP.

3.   Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan arus listrik di dalam medan listrik sampai batas waktu tertentu dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan arus listrik. Kapasitor ditemukan pertama kali oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9×1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. Kapasitor disebut juga kondensator. Kata “kondensator” pertama kali disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari bahasa Italia “condensatore”), yaitu kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik.

Seperti halnya resistor, kapasitor juga tergolong ke dalam komponen pasif elektronika. Adapun cara kerja kapasitor dalam sebuah rangkaian elektronika adalah dengan cara mengalirkan arus listrik menuju kapasitor. Apabila kapasitor sudah penuh terisi arus listrik, maka kapasitor akan mengeluarkan muatannya dan kembali mengisi lagi. Begitu seterusnya.

Kapasitor biasanya terbuat dari dua buah lempengan logamyang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umumnya dikenal misalnya adalah ruang hampa udara, keramik, gelas, dan lain-lain. Jika kedua ujung pelat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada ujung metal yang satu lagi.

Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif, dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya.

Setiap komponen elektronika memiliki fungsi tersendiri, demikian pula dengan fungsi kapasitor. Berikut ini adalah fungsi kapasitor yang terdapat dalam sebuah rangkaian/sistem elektronika.

• Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain (pada power supply).
• Sebagai filter/penyaring dalam rangkaian power supply.
• Sebagai frekuensi dalam rangkaian antena.
• Untuk menghemat daya listrik pada lampu neon.
• Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila dipasang pada saklar
• Untuk menyimpan arus/tegangan listrik.
• Untuk arus DC berfungsi sebagai isolator/penahan arus listrik, sedangkan untuk arus AC berfungsi sebagai konduktor/melewatkan arus listrik.
• Perata tegangan DC pada pengubah AC to DC. Pembangkit gelombang AC atau oscilator, dan sebagainya.

III. PRINSIP KERJA / CARA PENGGUNAAN

I. RESISTOR

Beberapa hal yang harus diperhatikan :

1. Makin besar bentuk fisik resistor, makin besar pula daya resistor tersebut

2. Semakin besar nilai daya resistor makin tinggi suhu yang bisa diterima resistor  tersebut.

3. Resistor bahan gulungan kawat pasti lebih besar bentuk dan nilai daya-nya dibandingkan resistor dari bahan carbon.

A.    Menghitung resistor

1.      Menghitung resistor berdasarkan warna gelang :

Nilai resistansi resistor tetap dibaca dengan menggunakan kode warna.

Pita/cincin A:angka I, pita/cincin B:angka II,pita/cincin C:Pengali, dan pita/cincin D:toleransi(emas:5%,perak:10%). 

Nilai dari warna yang terdapat pada pita A,B,C dan D tersebut disajikan pada tabel kode warna berikut ini.

Contoh

Kode tersebut dibaca dengan cara:

Pita A : cokelat, berarti angka I = 1

Pita B : hitam, berarti angka II = 0

Pita C : merah, berarti pengali = x100

Pita D : emas, berarti toleransi = 5%

(anita:2011)

2.      Menghitung resistor dengan alat ukur

Alat ukur untuk mengetahui besarnya resistansi tahanan (resistor) adalah AVO meter (Ampere, Volt, Ohm meter) atau biasa disebut dengan multimeter. Ada dua tipe multimeter yang dapat digunakan untuk mengukur besaran-besaran lisrtrik dan elektronik

yaitu multimeter analog dan multimeter digital.

Jika pengukuran dilakukan dengan multimeter analog, hasil pengukuran dapat dilihat melalui pergerakan jarum meter di atas skala yang sesuai dengan selector yang dipilih. Usahakan jarum positif dan jarum negatif pada multimeter analog jangan sampai terbalik saat pengukuran tegangan DC (Direct Current), disamping itu pemilihan selector dan skala pun harus tepat karena dapat mengakibatkan rusaknya alat ukur tersebut.

Multimeter digital, meskipun lebih mahal tetapi relatif lebih aman saat probe terbalik atau saat selector berada pada nilai terendah. Hasil pengukuran pun lebih mudah terlihat karena tampil pada display 7 segment seperti halnya calculator.

Cara mengukur resistansi sebuah resistor atau gabungan resistor adalah dengan menempelkan probe positif dan negatif multimeter di setiap ujung sebuah resistor atau gabungan resistor yang tersusun seri, paralel, atau seri paralel. Sebelum pegukuran, pastikan selector berada pada posisi Ohm Meter. Untuk pengukuran resistansi, jarum positif dan negatif multimeter dapat dipasang bolak-balik.

2. TRANSISTOR

Prinsip Transistor sebagai Penguat (amplifier): artinya transistor bekerja pada wilayah antara titik jenuh dan kondisi terbuka (cut off), tetapi tidak pada kondisi keduanya.

Prinsip Transistor sebagai penghubung (saklar) : transistor akan mengalami Cutoff apabila arus yang melalaui basis sangat kecil sekali sehinga kolektor dan emitor akan seperti kawat yang terbuka, dan Transistor akan mengalami jenuh apabila arus yang melalui basis terlalu besar sehingga antara kolektor dan emitor bagaikan kawat terhubung dengan begitu tegangan antara kolektor dan emitor Vce adalah 0 Volt dari cara kerja diataslah kenapa transistor dapat difungsikan sebagai saklar.

A.    Fungsi Transistor

Fungsi transistor sangatlah besar dan mempunyai peranan penting untuk memperoleh kinerja yang baik bagi sebuah rangkaian elektronika. Dalam dunia elektronika, fungsi transistor ini adalah sebagai berikut:

• Sebagai sebuah penguat (amplifier).
• Sirkuit pemutus dan penyambung (switching).
• Stabilisasi tegangan (stabilisator).
• Sebagai perata arus.
• Menahan sebagian arus.
• Menguatkan arus.
• Membangkitkan frekuensi rendah maupun tinggi.
• Modulasi sinyal dan berbagai fungsi lainnya

B.     Mengukur Transistor dengan Alat

Cara paling mudah menentukan kaki transistor adalah dengan melihat data sheet. tapi yang akan dibahas di sini adalah cara mentukan kaki- kaki transistor menggunakan multimeter analog.

Menentukan Kaki Basis

1. Kita harus memahami konsep forward bias pada dioda terlebih dahulu, yaitu arus mengalir dari semikonduktor tipe P ke semikonduktor tipe N.
2. Kita juga harus memahami terlebih dahulu bahwa probe hitam multimeter terhugung dengan polaritas positif batere dan probe merah multimeter terhubung dengan polaritas negatif batere yang berada di dalam multimeter.
3. Siapkan multimeter analog dalam kondisi berfungsi sebagai Ohmmeter.
4. Hubungkan salah satu probe pada salah satu kaki transistor, hubungkan probe yang lain ke kaki-kaki transistor yang lain secara bergantian. 
5. Tukar posisi kaki probe-kaki transistor hingga mendapatkan kondisi jarum selalu menyimpang dengan salah satu probe selalu terhubung dengan salah satu kaki transistor.
6. Apabila jarum selalu menyimpang pada kondisi probe merah yang tetap terhubung dengan salah satu kaki dan probe hitam terhubung dengan kaki-kaki yang lain maka kaki yang terhubung dengan probe merah adalah kaki Basis. Hal ini juga sekaligus dapat digunakan untuk mengetahui tipe transistor tersebut, yaitu transistor tipe PNP.
7. Hal yang sama juga berlaku apabila jarum selelu menyimpang pada kondisi probe hitam yang tetap terhubung dengan salah satu kaki dan probe merah terhubung dengan kaki-kaki yang lain maka kaki yang terhubung dengan probe hitam adalah kaki Basis, namun tipe transistor NPN. 

Cara mentukan kaki basis

Menentukan kaki Colector dan Emitor

1. Kita harus mengetahui tipe transistor terlebih dahulu, PNP atau NPN melalui cara yang dijelaskan di atas.
2. Hubungkan probe dengan kaki-kaki selain basis, colek kaki basis menggunakan jari kita dengan tujuan memberikan bias pada kaki tersebut mengingat tubuh kita juga memiliki energi listrik potensial.
3. Misalnya tipe transistornya adalah tipe PNP, apabila jarum menyimpang sedikit setelah kaki basis kita colek dengan jari, maka:

o    Probe hitam = Emitor

o    Probe merah = Colector 

Sebaliknya pada tipe transistor NPN, apabila jarum menyimpang sedikit setelah kaki basis kita colek dengan jari, maka:

o    Probe hitam = Colector

o    Probe merah = Emitor 

 Penentuak Kaki Emitor - Colector

Dengan memahami konsep forwar bias dan memperhatikan arah panah atau tipe bahan  semikonduktor pada suatu kaki transistor akan mempermudah kita dalam memahami cara menentukan kaki-kaki transistor. Selain itu bahwa pada transistor yang memiliki kemasan besi / logam, bagian body biasanya terhubung dengan kaki Colector. Pada saat pengujian kaki Colector – Emitor jarum hanya menyimpang sedikit sekali, sehingga terkadang perlu ketelitian ekstra.   

3.      KAPASITOR

Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical.

A. Macam-macam Kapasitor dan Prinsip Kerjanya

 
Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia dari besaran pF sampai beberapa uF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene,
polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya.
Mylar, MKM, MKT adalah beberapa contoh sebutan merek dagang untuk kapasitor dengan bahan-bahan dielektrik film. Umumnya kapasitor kelompok ini adalah non-polar.

2.Kapasitor Electrolytic

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida.Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengantanda + dan – di badannya. Mengapa kapasitor ini dapat memiliki polaritas, adalah karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutup positif anoda dan kutup negatif katoda.

Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, aluminium, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida . contoh dari kapasitor ini yaitu Elco / kondensator.
Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup kedalam larutan electrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidai permukaan plat metal. Contohnya, jika digunakan Aluminium, maka akan terbentuk lapisan Aluminium-oksida (Al2O3) pada permukaannya.
Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan electrolyte(katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal-oksida sebagai dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis,sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar. Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah aluminium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah Aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar.
Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco. Bahan electrolyte pada kapasitor Tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese-dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama.
Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.

3.Kapasitor Electrochemical

Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk applikasi mobil elektrik dan telepon selular.

Kapasitor Electrochemical Satu jenis kapasitor lain adalah kapasitor electrochemical. Termasuk kapasitor jenis ini adalah batere dan accu. Pada kenyataanya batere dan accu adalah kapasitor yang sangat baik, karena memiliki kapasitansi yang besar dan arus bocor (leakage current) yang sangat kecil. Tipe kapasitor jenis ini juga masih dalam pengembangan untuk mendapatkan kapasitansi yang besar namun kecil dan ringan, misalnya untuk applikasi mobil elektrik dan telepon selular.

B.Fungsi Kapasitor

Fungsi pertama kapasitor adalah sebagai kopling diantara satu rangkaian tertentu dengan rangkaian lannya di power supply. Kedua, sebagai penyaring / filter didalam rangkaian power supply. Ketiga, dalam rangkaian antena berfungsi sebagai pembangkit gelombang / frekuensi. Keempat, pada lampu neon adalah untuk penghemat daya listrik. Kelima, pada rangkaian yg ada terdapat kumparan dan terjadi pemutusan / terputusnya arus maka akan terjadi loncatan listrik, nah kapasitor lah yang berfungsi untuk mencegah terjadinya loncatan listrik ini. Keenam, pada mesin mobil dapat dipakai pada rangkaian yang berfungsi menghidupkannya. Terakhir, pada pesawat penerima radio fungsinya untuk pemilih panjang frekuensi / gelombang yang akan ditangkap.

B. Menghitung Kapasitor dengan Multimeter

1. Putar batas ukur pada Ohmmeter X1K / X10K
2. Hubungkan probe ke masing-masing kaki kapasitor (bolak balik sama saja)
3. Lihat penunjukan jarum pada papan skala.



Kesimpulan Hasil Pengukuran

• Jarum menunjuk angka kemudian & ke tempat semula : kapasitor baik
• Jarum menunjuk angka tdk kembali ke tempat semula : kapasitor bocor
• Jarum tidak bergerak : kapasitor putus
• Jarum menunjuk angka nol : kapasitor short

IV. KESIMPULAN

1.      Nilai resistansi resistor tedapat pada warna gelang

2.      Cara mengukur resitansi resistor ada 2 cara, yaitu dengan warna gelang yang terdapat pada resistor dan dengan menggunakan alat uku yaitu AVO meter/ Multimeter.

3.      Transistor ada berbagai macam, diantaranya adalah: NPN,PNP,FET dan UJT

4.      Fungsi transistor adalah :

·         Sebagai sebuah penguat (amplifier).

·         Sirkuit pemutus dan penyambung (switching).

·         Stabilisasi tegangan (stabilisator).

·         Sebagai perata arus.

·         Menahan sebagian arus.

·         Menguatkan arus.

·         Membangkitkan frekuensi rendah maupun tinggi.

·         Modulasi sinyal dan berbagai fungsi lainnya

5.  Macam – macam kapasitor :

      1.Kapasitor Electrostatic

      2.Kapasitor Electrolytic

      3.Kapasitor Electrochemical

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2013. Cara Mengukur dan Menguji Kapasitor. http://produksielektronik.com

Anonim. 2013. Fungsi Transistor dan cara menguji Transistor dengan Multimeter. http://produksielektronik.com

Anonim. 2013. Fungsi transistor. http://elektronikadasar.info.com

Anita. 2011. Pengertian, prinsip kerja dan jenis-jenis resistor. http:// lovariz.blogspot.com

Akbar, dedi. 2012. Prinsip Kerja Kapasitor. http:// dediakbar.com

Duro,Moh. 2012. Cara Menguji Transistor dengan AVO Meter. http:// dien-elcom.blogspot.com

Jeroblackantt. 2012. Cara Mengukur Resistor dengan Warna Gelang. http:// elektro-magazine.blogspot.com

LAMPIRAN