KK1 Elektronika analog dan digital

Kumparan (koil) / Induktor

Induktor atau kumparan adalah salah satu komponen pasif elektronika yang dapat menghasilkan magnet jika dialiri arus listrik dan sebaliknya dapat menghasilkan listrik jika diberi medan magnet. Induktor ini biasanya dibuat dengan kawat penghantar tembaga yang dibentuk menjadi lilitan atau kumparan. Satuan iduktansinya adalah Henry (H=Henry, mH=mili Henry, uH=mikro Henry, nH=nano Henry) dengan notasi penulisan huruf "L".

Induktor adalah komponen yang tersusun dari lilitan kawat. Induktor termasuk juga komponen yang dapat menyimpan muatan listrik. Bersama kapasitor induktor dapat berfungsi sebagai rangkaian resonator yang dapat beresonansi pada frekuensi tertentu.

Fungsi Induktor:

Penyimpan arus listrik dalam bentuk medan magnet
Menahan arus bolak-balik/ac
Meneruskan/meloloskan arus searah/dc
Sebagai penapis (filter)
Sebagai penalaan (tuning)

Kumparan/coil ada yang memiliki inti udara, inti besi, atau inti ferit.

Nilai/harga dari inductor disebut sebagai induktansi dengan satuan dasar henry.

Simbol Induktor :

Sebuah induktor pada kenyataanya merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberapa kapasitansi. (Sumber foto Wikipedia). Induktor akan berfungsi sebagai tahanan jika dialiri arus listrik bolak-balik (AC).

Kegunaan Induktor

Pemroses sinyal pada rangkaian analog
Mengholangkan noise (dengung)
Mencegah interferensi frekwensi radio
Komponen utama pembuatan Transformator
Sebagai filter pada rangkaian power supply

Banyak perangkat dan komponen elektronika yang dibangun mengunakan kumparan seperti speaker, relay, buzzer, trafo, dan kpmponen lain yang berhubungan dengan frekwensi dan medan magnet.

Fungsi Induktor
1. Tempat terjadinya gaya magnet
2. Pelipat tegangan
3. Pembangkit getaran

Berdasarkan kegunaannya Induktor bekerja pada:
1. Frekuensi tinggi pada spul antena dan osilator
2. Frekuensi menengah pada spul MF
3. Frekuensi rendah pada trafo input, trafo output, spul speaker, trafo tenaga, spul relay dan spul penyaring
(sumber : m.edukasi.net)

Bentuk fisik induktor

Simbol Induktor

Jenis induktor :

Fixed coil, yaitu inductor yang memiliki harga yang sudah pasti. Biasanya dinyatakan dalam kode warna seperti yang diterapkan pada resistor. Harganya dinyatakan dalam satuan mikrohenry (μH).
Variable coil, yaitu inductor yang harganya dapat diubah-ubah atau disetel. Contohnya adalah coil yang digunakan dalam radio.
Choke coil (kumparan redam), yaitu coil yang digunakan dalam teknik sinyal frekuensi tinggi.

Transformator

Transformator (trafo) adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai input, kumparan kedua (skunder) yang bertindak sebagai output, dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.

Bagian-Bagian Transformator

Contoh Transformator Lambang Transformator

Prinsip Kerja Transformator

Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai berikut. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance).

Pada skema transformator di samping, ketika arus listrik dari sumber tegangan yang mengalir pada kumparan primer berbalik arah (berubah polaritasnya) medan magnet yang dihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan berubah polaritasnya.

Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer, tegangan sekunder, dan jumlah lilitan sekunder, dapat dinyatakan dalam persamaan:

Vp = tegangan primer (volt)

Vs = tegangan sekunder (volt)

Np = jumlah lilitan primer

Ns = jumlah lilitan sekunder

Simbol Transformator

Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah lilitan skunder transformator ada dua jenis yaitu:

Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).
Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitan sekunder (Np > Ns).

Pada transformator (trafo) besarnya tegangan yang dikeluarkan oleh kumparan sekunder adalah:

Sebanding dengan banyaknya lilitan sekunder (Vs ~ Ns).
Sebanding dengan besarnya tegangan primer ( VS ~ VP).
Berbanding terbalik dengan banyaknya lilitan primer,

Sehingga dapat dituliskan:

Penggunaan Transformator

Transformator (trafo) digunakan pada peralatan listrik terutama yang memerlukan perubahan atau penyesuaian besarnya tegangan bolak-balik. Misal radio memerlukan tegangan 12 volt padahal listrik dari PLN 220 volt, maka diperlukan transformator untuk mengubah tegangan listrik bolak-balik 220 volt menjadi tegangan listrik bolak-balik 12 volt. Contoh alat listrik yang memerlukan transformator adalah: TV, komputer, mesin foto kopi, gardu listrik dan sebagainya.

Integrated Circuit

Integrated Circuit (IC) merupakan komponen semikonduktor yang di dalamnya dapat memuat puluhan, ratusan atau ribuan atau bahkan lebih komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, dioda dan komponen semikonduktor yang lain. Komponen-komponen yang ada di dalam IC membentuk suatu subsistem terintegrasi (rangkaian terpadu) yang bekerja untuk suatu keperluan tertentu, namun tidak tertutup kemungkinan dipergunakan untuk tujuan yang lain. Setiap jenis IC didesain untuk keperluan khusus sehingga setiap IC akan memiliki rangkaian internal yang beragam.

Untuk mengetahui rangkaian internal, lingkungan kerja dan tegangan voltase operasi IC maka perlu dibaca datasheet yang diterbitkan oleh masing-masing produsennya (AMD, Cypress, Dallas Semiconductor, Fairchild Semiconductor, Maxim, Microchip, Teccor, Toshiba, Philips, ST, Motorola, Sharp, Beckman, Cirrus Logic, Texas Instrument, Zetex, Zilog, dll) baik dalam bentuk media cetak seperti buku (Biasanya ada di ElexMedia Komputindo) ataupun elektronik (E-Book PDF). Datasheet sangat diperlukan apabila kita akan mendesain sebuah rangkaian elektronik.

Integrated Circuit diproduksi dengan berbagai kemasan dengan jumlah pin (kaki) yang bervariasi sesuai dengan fungsinya. Beberapa contoh kemasan IC yaitu DIP, CERDIP, SOIC, Metal Can, DIL (dual in line) yang umum digunakan adalah DIP/DIl. Kemasan IC terbuat dari bahan epoxy atau silikon dan dari bentuk ini muncul pinpin atau kaki-kaki dengan jarak kaki yang satu dengan yang lainnya teatur rapi. Sebuah IC mempunyai urutan kaki nomor 1 sampai dengan sejumlah kaki yang ada. Urutan kaki IC tidak dicantumkan pada badan IC akan tetapi yang pasti bahwa kaki nomor 1 berdekatan dengan kaki nomor 2, kaki nomor 2 berdekatan dengan kaki nomor 3 dan seterusnya.

Cara menentukan kaki IC adalah sebagai berikut :

- Untuk IC yang dikemas dalam kemasan DIL atau dua garis maka kaki nomor 1 adalah kaki yang dekat titik (bulatan) dan tanda itu berdekatan dengan lekukan (cekungan) yang ada pada badan IC. Selanjutnya kaki nomor 2, nomor 3 dan seterusnya dapat kita peroleh dengan cara memutar dengan arah berlawanan dengan arah jarum jam.

- Untuk IC yang dikemas dalam kemasan satu baris maka kaki nomor 1 adalah kaki yang paling tepi dan berdekatan dengan tanda titik, cekungan atau tanda yang lain.

IC dibedakan jenisnya menurut bentuk fisik dan fungsinya :

A. IC Power Amplifier

Mempunyai bentuk pipih dan fisiknya lebih besar dari yang lain. Digunakan pada rangkaian penguat suara (audio amplifier). Daya output IC ini cukup besar, berkisar antara 15 watt sampai 100 Watt atau bahkan lebih. Contoh tipe IC-nya adalah STK015, STK 070, STK 105, LA 4440 dan sebagainya.

B. IC Power Adaptor (Regulator)

Digunakan sebagai komponen utama pada rangkaian power adaptor pada sub rangkaian regulator yang berfungsi sebagai penstabil tegangan atau voltase. Contoh tipe IC-nya adalah LM 317H, 78xx (xx = 05, 06, 07, 08, 09, 12), L200, S 042 P, LM 723 dan sebagainya.

C. IC Op Amp

Digunakan pada rangkaian digital yang berfungsi sebagai op amp atau untuk keperluan lain. Misalnya op amp audio amplifier, op amp mic, op amp head tape recorder, termometer digital dan lain-lain. Contoh tipe IC-nya adalah LM 709, LM 741, LM 386, TL 074, TL 083, TL 084 dan sebagainya.

D. IC Silinder
IC ini mempunyai bentuk silinder dan banyak digunakan pada rangkaian penguat
pesawat CB(Citizen Band) atau HT (Held Transceived). IC jenis ini mempunyai tingkat
ketahanan dan keawetan lebih lama dari jenis IC penguat yang lain.
Contoh tipe IC-nya adalah μL 914, μA703, μA714 dan sebagainya.

E. IC Flip-Flap (FF) atau Timer (CLK,Clock)

IC ini banyak digunakan pada rangkaian pembangkit (multivibrator) untuk memberi umpan atau sumber detak (oscilator) pada IC digital atau untuk keperluan lain. Misalnya NE 555 (IC terpopuler dikalangan pelajar) untuk alarm multiguna, signal injektor, penguji hubungan, saklar sentuh, timer lampu FF, frekuensi meter, pengacau frekuensi, otak rangkaian power amplifier, regulator pada power adaptor (dapat berfungsi seperti IC Power Amplifier dan Power Adaptor), pengusir serangga, organ elektronik dan lain-lain. Contoh tipe IC-nya NE 555, NE 556 (dua NE 555), M7555 dan sebagainya.

(Single Timer)
CA555, CA555C, LM555, LM555C
SA555, SE555, SE555C
NE555

(Dual Timer)
SA556, SE556
NE556

(Quad Timer)
NE558

F. IC Digital

Dalam IC digital, suatu titik elektronis yang berupa seutas kabel atau kaki IC, akan mewujudkan salah satu dari dua keadaan logika, yaitu logika '0' (nol, rendah) atau logika '1' (satu, tinggi). Suatu titik elektronis mewakili satu 'binary digit' atau biasa disingkat dengan sebutan 'bit'. Binary berarti sistem bilangan 'dua-an', yakni bilangan yang hanya mengenal dua angka, 0 dan 1. IC digital dibedakan menjadi dua yaitu :

1. IC TTL (Transistor-Transistor Logic)
Pada suatu lingkungan IC TTL logika '0' direpresentasikan dengan tegangan 0 sampai 0,7 Volt arus searah (DC, Direct Current), sedangkan logika '1' diwakili oleh tegangan DC setinggi 3,5 sampai 5 Volt.

1.1 Microprocessor
Microprocessor adalah alat pemroses data yang merupakan pengembangan dari teknologi pembuatan Integrated Circuit (IC), Ada beberapa peristilahan yang dipakai untuk menunjukan tingkat kepadatan (density) dari suatu chip IC, yaitu Small Scale Integration (SSImengemas beberapa puluh transistor), Medium Scale Integration (MSI-mengemas sampai beberapa ratus transistor), dan sekarang yang sedang berkembang adalah Very Large Scale Integration (VLSImengemas puluhan ribu sampai jutaan transistor).

Ultra-Large Scale Integration (ULSI) meningkatkan jumlah tersebut menjadi jutaan. Kemampuan untuk memasang sedemikian banyak komponen dalam suatu keping yang berukurang setengah keping uang logam mendorong turunnya harga dan ukuran komputer. Hal tersebut juga meningkatkan daya kerja, efisiensi dan keterandalan komputer.Chip Intel 4004 yang dibuat pada tahun 1971 membawa kemajuan pada IC dengan meletakkan seluruh komponen dari sebuah komputer (central processing unit, memori, dan kendali input/output) dalam sebuah chip yang sangat kecil. Sebelumnya, IC dibuat untuk mengerjakan suatu tugas tertentu yang spesifik.

Sekarang, sebuah mikroprosesor dapat diproduksi dan kemudian diprogram untuk memenuhi seluruh kebutuhan yang diinginkan. Tidak lama kemudian, setiap perangkat rumah tangga seperti microwave oven, televisi, dan mobil dengan electronic fuel injection dilengkapi dengan mikroprosesor. Contoh tentang teknologi ULSI, misalnya microprocessor jenis 8086 mengandung 40.000 buah transistor, 80286 terdiri dari 150.000 transistor, 80386 memuat 250.000 transistor, 80486 mempunyai 1,2 juta transistor, 80586 (Pentium) 3 juta buah transistor lebih sedangkan Intel Core 2 Duo mempunyai 271 juta transistor dan Intel Quad Core 2 Extreme yang terdiri dari empat inti prosesor. Pengembangan lebih lanjut microprocessor 80 inti. Silahkan hitung sendiri kandungan transistornya dan itu akan berkembang secara terus menerus.

1.2 Permasalahan Pada IC TTL
Apabila terjadi permasalahan pada IC jenis TTL maka sebaiknya dilakukan hal-hal sebagai berikut :

- IC logika biasanya dikendalikan oleh suatu detak (Clock) dari sumber detak (Oscilator). Periksa bagian-bagian pembangkit detak, misalnya IC NE 555. Untuk memeriksa keluaran detak dari NE 555, periksa pin 3
dari IC NE 555, sudah menghasailkan detak berupa pulsa atau belum.

- Periksa jangan sampai ada kaki (pin) yang dalam keadaan mengambang. Kaki masukan yang tidak terhubung kemana-mana akan dianggap berlogika '1' oleh chip IC TTL.

2. IC CMOS (Complementary Metal Oxyde Semiconductor)
Mempunyai salah satu ciri dengan tegangan input lebih fleksibel yaitu antara 3,5 Volt sampai 15 Volt akan tetapi, tegangan input yang melebihi 12 Volt akan memboroskan daya. Ada beberapa hal yang perlu dilakukan untuk menghindari kerusakan pada IC CMOS sebelum dipasangkan kedalam rangkaian. Hal ini perlu dilakukan karena walaupun dari pabrik telah diberi proteksi berupa dioda dan resistor dijalan masuknya namun usaha ini belum menjamin seratus prosen. Tindakantindakan untuk menyelamatkan IC jenis CMOS.

- IC CMOS harus selalu disediakan dengan kaki-kakinya ditanam dalam foil plastik menghantar, bukan pada busa atau polistrin yang dikembangkan atau dalam bahan pembawa dari aluminium. IC CMOS tidak boleh dikeluarkan dari dalam kemasannya sampai ia sudah siap untuk dipasangkan pada rangkaian.

- Berhati-hati untuk tidak menyentuh pin-pin (kaki) IC CMOS sebelum dipasangkan pada rangkaian karena elektrostatik dari tangan manusia dapat merubah dan menambah muatan oksidasi.

- IC CMOS harus merupakan komponen terakhir yang dipasangkan pada papan rangkaian. Jangan dimasukan atau ditanggalkan sementara tegangan catu daya disambungkan.

- Gunakan pemegang atau soket IC yang vsesuai untuk menjaga kestabilan oksidasi dan muatan dalam IC CMOS.

Kalau IC CMOS perlu dipasangkan pada papan rangkaian dengan langsung disolder maka pakailah besi solder yang sangat kecil bocorannya serta solder harus dibumikan. Meskipun IC CMOS tidak memiliki kekebalan sebagaimana IC jenis lainnya. Masa genting dan mengkhawatirkan hanyalah ketika melepas IC CMOS dari busa foil plastik pelindungnya dan ketika memasangkannya ke dalam rangkaian. Setelah kedua pekerjaan itu terlampaui semua akan berjalan biasa-biasa saja.

- Pada papan rangkaian IC CMOS kaki-kaki yang tidak dipergunakan harus tetap diberi kondisi tertentu, seperti '0' atau '1', tetapi tidak boleh dibiarkan tidak terhubung. Apabila dibiarkan tidak terhubung, biasanya
IC CMOS akan cepat rusak.

IC merupakan salah satu komponen elektronik yang mudah rusak karena panas, baik panas pada saat disolder maupun pada saat IC bekerja. Untuk menghindari kerusakan IC karena panas pada saat disolder maka perlu dipasang soket IC, sehingga yang terkena panas kaki soketnya. Sedangkan untuk menghindari kerusakan IC karena panas pada saat IC bekerja, maka pada IC perlu dipasang (ditempelkan) plat pendingin
dari aluminium atau tembaga yang biasanya disebut heatsink.

Bit, dalam ilmu komputer adalah sebuah kata sifat yang digunakan untuk menjelaskan bahwa terdapat sebuah bilangan bulat (integer) yang memiliki panjang 32 bit. Istilah ini juga merujuk kepada istilah yang menjelaskan arsitektur mikroprosesor yang dibuat berdasarkan register prosesornya, bus alamatnya, atau bus data yang digunakannya berukuran 32 bit.

Byte adalah istilah yang biasa digunakan sebagai satuan dari penyimpanan data dalamkomputer. Satu bita terdiri dari delapan bit.

Nibble adalah agregasi empat-bit, atau setengah oktet. Sebagai menggigit mengandung 4 bit,ada enam belas (24) nilai yang mungkin, sehingga menggigit sesuai dengan satu digitheksadesimal (dengan demikian, sering disebut sebagai "digit hex" atau "hexit").

kilobyte berasal dari prefiks SI kilo-, artinya 1.000) adalah unit informasi atau penyimpanan komputer

kilobyte per detik berasal dari prefiks SI kilo-, artinya 1.000) dalam satuan detik adalah unit informasi atau penyimpanan komputer

kilobit adalah satuan yang sering disalah artikan oleh kita, khususnya para pengguna layanan internet. Bit dan Byte ini padahal sangatlah berbeda, dalam hitungan maupun penulisan. Penjelasannya (dalam satuan paket data rata rata internet)

kilobit per detik adalah satuan yang sering disalah artikan oleh kita dalam satuan detik, khususnya para pengguna layanan internet. Bit dan Byte ini padahal sangatlah berbeda, dalam hitungan maupun penulisan. Penjelasannya (dalam satuan paket data rata rata internet)

Hertz (simbol: Hz) adalah unit SI untuk frekuensi. Kata Hertz dipilih untuk menghargai jasa Heinrich Rudolf Hertz atas kontribusinya dalam bidang elektromagnetisme.

MHz adalah bentuk singkat dari kata megahertz. Sangat penting untuk memahami makna hertz untuk memahami MHz.

GHz, mengacu pada frekuensi dalam miliaran rentang siklus per detik. Giga adalah standar pengali untuk 1 miliar, dan Hertz adalah satuan standar untuk mengukur frekuensi, dinyatakan sebagai siklus atau kejadian per detik. Satu GHz adalah setara dengan seribu megahertz (MHz).