Sensor Cahaya (Light Dependent Resistor)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa. Simbol LDR dapat dilihat seperti pada gambar berikut.

Simbol Dan Fisik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Aplikasi Sensor Cahaya LDR

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai :

• Sensor pada rangkaian saklar cahaya 
• Sensor pada lampu otomatis 
• Sensor pada alarm brankas 
• Sensor pada tracker cahaya matahari 
• Sensor pada kontrol arah solar cell 
• Sensor pada robot line follower

Dan masih banyak lagi aplikasi rangkaian elektronika yang menggunakan LDR (Light Dependent Resistor) sebagai sensor cahaya.

Karakteristik Sensor Cahaya LDR

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral sebagai berikut :

Laju Recovery Sensor Cahaya LDR

Bila sebuah “Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)” dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Na-mun LDR tersebut hanya akan bisa menca-pai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery meru-pakan suatu ukuran praktis dan suatu ke-naikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.

Respon Spektral Sensor Cahaya LDR

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik (TEDC,1998)

Prinsip Kerja Sensor Cahaya LDR

Resistansi Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) akan berubah seiring den-gan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR seki-tar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebe-sar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari ba-han semikonduktor seperti kadmium sul-fida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak mua-tan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah men-galami penurunan.

Referensi :

1. http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/

Induktor

Selain Resistor dan Kapasitor, Induktor juga merupakan komponen Elektronika Pasif yang sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika, terutama pada rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi Radio. Induktor atau dikenal juga dengan Coil adalah Komponen Elektronika Pasif yang terdiri dari susunan lilitan Kawat yang membentuk sebuah Kumparan. Pada dasarnya, Induktor dapat menimbulkan Medan Magnet jika dialiri oleh Arus Listrik. Medan Magnet yang ditimbulkan tersebut dapat menyimpan energi dalam waktu yang relatif singkat. Dasar dari sebuah Induktor adalah berdasarkan Hukum Induksi Faraday.

Kemampuan Induktor atau Coil dalam menyimpan Energi Magnet disebut dengan Induktansi yang satuan unitnya adalah Henry (H). Satuan Henry pada umumnya terlalu besar untuk Komponen Induktor yang terdapat di Rangkaian Elektronika. Oleh Karena itu, Satuan-satuan yang merupakan turunan dari Henry digunakan untuk menyatakan kemampuan induktansi sebuah Induktor atau Coil. Satuan-satuan turunan dari Henry tersebut diantaranya adalah milihenry (mH) dan microhenry (µH). Simbol yang digunakan untuk melambangkan Induktor dalam Rangkaian Elektronika adalah huruf “L”.

Simbol Induktor

Berikut ini adalah Simbol-simbol Induktor :

Nilai Induktansi sebuah Induktor (Coil) tergantung pada 4 faktor, diantaranya adalah :

• Diameter Induktor, Semakin besar diameternya semakin tinggi pula induktansinya
• Permeabilitas Inti, yaitu bahan Inti yang digunakan seperti Udara, Besi ataupun Ferit.
• Ukuran Panjang Induktor, semakin pendek inductor (Koil) tersebut semakin tinggi induktansinya.
• Jumlah Lilitan, semakin banyak lilitannya semakin tinggi Induktasinya

Jenis-jenis Induktor (Coil)

Berdasarkan bentuk dan bahan inti-nya, Induktor dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah :

• Air Core Inductor – Menggunakan Udara sebagai Intinya
• Iron Core Inductor – Menggunakan bahan Besi sebagai Intinya
• Ferrite Core Inductor – Menggunakan bahan Ferit sebagai Intinya
• Torroidal Core Inductor – Menggunakan Inti yang berbentuk O Ring (bentuk Donat)
• Laminated Core Induction – Menggunakan Inti yang terdiri dari beberapa lapis lempengan logam yang ditempelkan secara paralel. Masing-masing lempengan logam diberikan Isolator.
• Variable Inductor – Induktor yang nilai induktansinya dapat diatur sesuai dengan keinginan. Inti dari Variable Inductor pada umumnya terbuat dari bahan Ferit yang dapat diputar-putar.

Fungsi Induktor (Coil) dan Aplikasinya

Fungsi-fungsi Induktor atau Coil diantaranya adalah dapat menyimpan arus listrik dalam medan magnet, menapis (Filter) Frekuensi tertentu, menahan arus bolak-balik (AC), meneruskan arus searah (DC) dan pembangkit getaran serta melipatgandakan tegangan.

Berdasarkan Fungsi diatas, Induktor atau Coil ini pada umumnya diaplikasikan :

• Transformator (Transformer)
• Motor Listrik
• Solenoid
• Relay
• Speaker
• Microphone
• Sebagai Filter dalam Rangkaian yang berkaitan dengan Frekuensi

Induktor sering disebut juga dengan Coil (Koil), Choke ataupun Reaktor.

Referensi :

1. http://teknikelektronika.com/pengertian-dan-fungsi-induktor-beserta-jenis-jenis-induktor/

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor berbeda dengan akumulator dalam menyimpan muatan listrik terutama tidak terjadi perubahan kimia pada bahan kapasitor, besarnya kapasitansi dari sebuah kapasitor dinyatakan dalam farad. Pengertian lain Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas, elektrolit dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebuat dengan kapasitansi atau kapasitas.

Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x  1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dengan rumus dapat ditulis :

Q = CV

dimana,

Q = muatan elektron dalam C (coulombs) 

C = nilai kapasitansi dalam F (farads) 

V = besar tegangan dalam V (volt)

Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumusan dapat ditulis sebagai berikut :

C = (8.85 x 10^-12) (k A/t)

Prinsip pembentukan kapasitor

• Jika dua buah plat atau lebih yang berhadapan dan dibatasi oleh isolasi, kemudian plat tersebut dialiri listrik maka akan terbentuk kondensator (isolasi yang menjadi batas kedua plat tersebut dinamakan dielektrikum). 
• Bahan dielektrikum yang digunakan berbeda-beda sehingga penamaan kapasitor berdasarkan bahan dielektrikum. Luas plat yang berhadapan bahan dielektrikum dan jarak kedua plat mempengaruhi nilai kapasitansinya. 
• Pada suatu rangkaian yang tidak terjadi kapasitor liar. Sifat yang demikian itu disebutkan kapasitansi parasitic. Penyebabnya adalah adanya komponen-komponen yang berdekatan pada jalur penghantar listrik yang berdekatan dan gulungan-gulungan kawat yang berdekatan.

Gambar diatas menunjukan bahwa ada dua buah plat yang dibatasi udara. Jarak kedua plat dinyatakan sebagai d dan tegangan listrik yang masuk.

Besaran Kapasitansi
Kapasitas dari sebuah kapasitor adalah perbandingan antara banyaknya muatan listrik dengan tegangan kapasitor.

C = Q / V

Jika dihitung dengan rumus C= 0,0885 D/d. Maka kapasitasnya dalam satuan piko farad D = luas bidang plat yang saling berhadapan dan saling mempengaruhi dalam satuan cm2. d = jarak antara plat dalam satuan cm. Bila tegangan antara plat 1 volt dan besarnya muatan listrik pada plat 1 coulomb, maka kemampuan menyimpan listriknya disebut 1 farad. 

Dalam kenyataannya kapasitor dibuat dengan satuan dibawah 1 farad. Kebanyakan kapasitor elektrolit dibuat mulai dari 1 mikrofarad sampai beberapa milifarad.

Jenis-jenis Kapasitor sesuai bahan dan konstruksinya

Kapasitor seperti juga resistor nilai kapasitansinya ada yang dibuat tetap dan ada yang variabel. Kapasitor dielektrikum udara, kapasitansinya berubah dari nilai maksimum ke minimum. Kapasitor variabel sering kita jumpai pada rangkaian pesawat penerima radio dibagian penala dan osilator. Agar perubahan kapasitansi di dua bagian tersebut serempak maka digunakan kapasitor variabel ganda. Kapasitor variabel ganda adalah dua buah kapasitor variabel dengan satu pemutar. Berdasarkan dielektrikumnya kapasitor dibagi menjadi beberapa jenis, antara lain:

• kapasitor keramik 
• kapasitor film 
• kapasitor elektrolit 
• kapasitor tantalum 
• kapasitor kertas

Berdasarkan polaritas kutup pada elektroda kapsitor dapat dibedakan dalam 2 jenis yaitu :

• Kapasitor Non-Polar, kapasitor yang tidak memiliki polaritas pada kedua elektroda dan tidak perlu dibedakan kaki elektrodanya dalam pesangannya pada rangkaian elektronika. 
• Kapasitor Bi-Polar, yaitu kapasitor yang memiliki polaritas positif dan negatif pada elektrodanya, sehingga perlu diperhatikan pesangannya pada rangkaian elektronika dan tidak boleh terbalik.

Kapasitor elektrolit dan kapasitor tantalum adalah kapasitor yang mempunyai kutub atau polar, sering disebut juga dengan nama kapasitor polar. Kapasitor film terdiri dari beberapa jenis yaitu polyester film, poly propylene film atau polysterene film.

Referensi :

1. http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/definisi-kapasitor/

Modulasi Frekuensi (FM)

Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation = FM ) adalah proses menumpangkan sinyal informasi pada sinyal pembawa (carrier) sehingga frekuensi gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) gelombang sinyal informasi. Jadi sinyal informasi yang dimodulasikan (ditumpangkan) pada gelombang pembawa menyebabkan perubahan frekuensi gelombang pembawa sesuai dengan perubahan tegangan (simpangan) sinyal informasi. Pada modulasi frekuensi sinyal informasi mengubah-ubah frekuensi gelombang pembawa, sedangkan amplitudanya konstan selama proses modulasi. Proses modulasi frekuensi digambarkan sebagai berikut:

Proses Modulasi Frekuensi (FM)

Besar perubahan frekuensi (deviasi), δ atau fd, dari sinyal pembawa sebanding dengan amplituda sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan laju perubahan frekuensinya sama dengan frekuensi sinyal pemodulasi. Persamaan sinyal FM dapat dituliskan sebagai berikut:

dimana, 
eFM = Nilai sesaat sinyal 
FM Ec = amplituda maksimum sinyal pembawa 
ωc = 2π fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa 
ωm = 2π fm dengan fm atau fs adalah frekuensi sinyal pemodulasi 
mf = indeks modulasi frekuensi 

Pada modulasi frekuensi kita mengenal istilah indeks modulasi (mf). Indeks modulasi ini didefinisikan sebagai berikut:



Spektrum Sinyal FM

Lebar bandwidth sinyal FM adalah tak berhingga. Namun pada praktek biasanya hanya diambil bandwith dari jumlah sideband yang signifikan. Jumlah sideband signifikan ditentukan oleh besar indeks modulasinya seperti dalam fungsi tabel besel berikut.

Tabel Fungsi Besel Untuk Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM)

Ji : nilai amplituda komponen frekuensi sideband ke i (i≠0) 
Jo : nilai amplituda komponen frekuensi sinyal pembawa (bukan sideband) 
β = mf : indeks modulasi

Lebar bandwidth pada modulasi FM dapat ditentukan menggunakan teorema carson sebagai berikut :



dimana,
fd = frekuensi deviasi 
fm = frekuensi maksimum sinyal pemodulasi

Karakter dari transmisi modulasi frekuensi (Frequency Modulation, FM) adalah :

• Tidak dapat dipantulkannya gelombang elektromagnetic dari modulasi frekuensi sehingga jarak pancaran adalah line of sight dan terbatas pada daya pancar. 
• Ketahanan modulasi terhadap noise pada transmisi modulasi frekuensi, sehingga kualitas sinyal informasi yang diterima jernih seperti aslinya.

Referensi :

1. http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/modulasi-frekuensi-frequency-modulation-fm/

Modulasi Amplitudo (AM)

Modulasi Amplitudo (Amplitude Modulation, AM) adalah proses menumpangkan sinyal informasi ke sinyal pembawa (carrier) dengan sedemikian rupa sehingga amplitudo gelombang pembawa berubah sesuai dengan perubahan simpangan (tegangan) sinyal informasi. Pada jenis modulasi ini amplituda sinyal pembawa diubah-ubah secara proporsional terhadap amplituda sesaat sinyal pemodulasi, sedangkan frekuensinya tetap selama proses modulasi.

Bentuk sinyal Modulasi Amplitudo (AM)



Sinyal pembawa berupa gelombang sinus dengan persamaan matematisnya :



Sinyal pemodulasi, untuk memudahkan analisa, diasumsikan sebagai gelombang sinusoidal juga, dengan persamaan matematisnya:



dimana,
Ec = amplituda maksimum sinyal pembawa 
ωc = 2π fc dengan fc adalah frekuensi sinyal pembawa 
Em = amplituda maksimum sinyal pemodulasi 
ωm = 2π fm dengan fm adalah frekuensi sinyal pemodulasi 

Sinyal AM, yakni sinyal hasil proses modulasi amplitudo, diturunkan dari :



menjadi,



sehingga index modulasi (m) :



index modulasi merupakan ukuran seberapa dalam sinyal informasi memodulasi sinyal pembawa. Apabila index modulasi terlalu besar (m>1) maka hasil sinyal termodulasi AM akan cacat dan apabila index modulasi terlalu rendah (m<1) maka daya sinyal termodulasi tidak maksimal. 

Untuk menghindari keadaan overmodulasi yaitu keadaan dimana gelombang pembawa termodulasi lebih dari 100 %, maka kita harus dapat membatasi besar-kecilnya modulasi yang terjadi. Hal ini dapat diatasi dengan cara menentukan nilai index modulasi (m). Pengaruh indeks modulasi terhadap proses modulasi sinyal pembawa dapat di pahami dari gambar berikut:

Pengaruh Index Modulasi

Kondisi index modulasi m = 1 adalah kondisi ideal, dimana proses modulasi amplituda menghasilkan output terbesar di penerima tanpa distorsi. Spektrum sinyal AM dapat digambarkan sebagai berikut:

dimana PC adalah daya sinyal pembawa

  adalah daya total sideband (LSB + USB)

Dari persamaan -persamaan tersebut di atas dapat kita diketahui bahwa lebar pita frekuensi (band width) dalam sebuah proses modulasi amplitudo (AM) adalah dua kali frekuensi sinyal informasi.


Referensi :

1. http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/modulasi-amplitudo-amplitude-modulation-am/

Wireless LAN (Local Area Network)

Wireless LAN merupakan jaringan yang menggunakan media udara dengan menggunakan frekuensi radio dalam mengkomunikasikan informasi dari satu point ke point yang lain tanpa menggunakan physical connection. Wireless LAN merupakan teknologi jaringan nirkabel yang dapat digunakan untuk komunikasi suara maupun data. Wireless LAN berkembang dengan pesat karena teknologi ini relatif murah dan mudah diimplementasikan. Standar untuk Wireless LAN ini dibuat oleh Grup IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer. Grup IEEE inilah yang menetapkan standar-standar wireless yang disebut juga standar IEEE802.11.

Dalam konfigurasi Wireless LAN pada umumnya alat transmitter dan receiver yang disebut access point (AP) terhubung pada wired network pada lokasi yang tetap. Antena pada access point inilah yang dapat meng-cover sinyal radio di sekitarnya sehingga pengguna dapat mengaksesnya dalam radius tertentu dari penempatan AP ini.

Sistem Wireless LAN



Standard Wireless LAN IEEE802.11a
Standard WLAN IEEE802.11a dikenalkan pada tahun 1999 dengan pengembangan menggunakan teknik OFDM pada physical layer. Standard ini menggunakan frekuensi yang lebih tinggi dari sebelumnya yaitu 5 GHz dan dapat menghasilkan kecepatan hingga 54 Mbps dengan menggunakan bandwidth 20 MHz. Wireless LAN 802.11a menyediakan pilihan laju data 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 dan 54 Mbps dengan modulasi BPSK, QPSK, 16-QAM atau 64-QAM. Berikut ini adalah parameter-parameter IEEE802.11a.

Sedangkan susunan paket pada IEEE802.11a yang terdiri dari Short Training Field (STF), Long Training Field (LTF), Signal Field dan Data Field ditunjukkan pada gambar berikut.

Format paket pada IEEE802.11n



Standard Wirless LAN IEEE802.11n
Standard WLAN IEEE802.11n dikenalkan pada tahun 2007 dengan menggunakan frekuensi yang sama dengan 802.11a yaitu 5 GHz dan bandwidth 40 MHz. Pada standard ini digunakan teknik Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) pada physical layer. Dengan teknik MIMO ini menyediakan Spatial Division Multiplexing (SDM) sehingga dapat secara spasial memultipleks data menjadi beberapa stream data sehingga mengalami peningkatan laju data hingga 600 Mbps. Untuk memastikan backward compability dengan IEEE 802.11a maka digunakan mixed format (MF) preamble dengan struktur Legacy-STF (L-STF), L-LTF dan L-SIG serupa dengan IEEE 802.11a dan untuk struktur High Throughput (HT) akan dijelaskan selanjutnya. Susunan mixed format preamble ditunjukkan pada gambar berikut:

Mixed format preamble untuk IEEE802.11n




Referensi

1. http://elektronika-dasar.web.id/artikel-elektronika/wireless-lan-local-area-network/

USB (Universal Serial Bus)

USB (Universal Serial Bus) merupakan hasil kesepakatan raksaksa-raksaksa industri komputer, antara lain Compaq, DEL, IBM, Intel, Microsoft, NEC dan Northern Telecom  selama bertahun-tahun, untuk menentukan standar baru menghubungkan komputer dengan peralatan eksternal yang dinamakan sebagai Universal Serial Bus (USB).

Sifat dan kemampuan USB

• Mudah dihubungkan ke komputer karena tidak perlu membukapenutup komputer. 
• Bentuk konektor USB seragam, hanya ada dua bentuk tipe socket. 
• Hot-plugable – artinya peralatan USB dapat dihubungkan saatkomputer hidup 
• Plug and Play – artinya peralatan USB mudah digunakan, saat dihubungkan ke komputer, komputer akan mengenali mengambilprogram (driver) yang sesuai dengan peralatan tersebut. 
• Peralatan yang memerlukan sumber daya kecil, bisa mengambil sumber daya dari port USB. Sumber daya peralatan dimatikan saattidak digunakan. Kecepatan transfer data tinggi, dapat mencapai 12 Mbps. 
• Satu port USB dapat dihubungkan dengan 127 alat.
• Memiliki pemantau kesalahan dan pengiriman data akan diulanguntuk menjamin reliabilitas data.

Konstruksi port USB

Konektor USB hanya ada 2 macam, yakni konektor type A dan konektor type B seperti terlihat dalam gambar dibawah. Konektor type A dipakai untuk menghubungkan kabel USB ke terminal USB yang ada pada bagian belakang komputer produksi berapa tahun terakhir ini. Konektor type B dipakai untuk menghubungkan kabel USB ke terminal USB yang ada pada peralatan, untuk peralatan USB yang sederhana, misalnya mouse, biasanya tidak pakai konektor B, untuk menghemat beaya kabel langsung dihubungkan ke bagian dalam mouse.

Gambar port USB

Dalam acuan baku ditentukan pesayaratan yang sangat ketat untuk kabel USB, tidak sembarang kabel bisa dipakai, lebih-lebih untuk USB dengan kecepatan transfer data penuh sampai 1.2 Mega bps. Sehingga kabel USB selalu dijual dalam bentuk sudah jadi, ujung yang satu terpasang konektor type A dan ujung satunya terpasang konektor type B, tidak ada yang menjual konektor USB secara lepas. 

Pada komputer, biasanya terdapat dua buah terminal untuk konektor type A, jadi dengan mudah bisa dipasangkan 2 buah peralatan USB. Perusahaan pembuatan mother board ada yang membuat terminal USB tambahan, bisa dibeli jika ingin menambahkan lebih dari 2 peralatan USB. Terminal USB pada komputer dinamakan sebagai ‘Root Hub’.

Gambar USB hub



Cara lain adalah memakai USB Hub seperti terlihat dalam gambar diatas, dengan cara ini satu terminal USB bisa di- ‘pecah’ menjadi empat. Masing-masing pecahan tersebut bisa pula dihubungkan ke USB Hub yang lain, demikian pula seterusnya sambung menyambung sampai sebanyak 7 tingkat, yang akhirnya bisa terhubung ke 128 buah peralatan USB.


Referensi

1. http://elektronika-dasar.web.id/artikel-elektronika/usb-universal-serial-bus/

Motor Listrik

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini diantarnya digunakan pada, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Contoh bentuk fisik dari motor listrik dapat dilihat pada gambar berikut.

Contoh bentuk motor listrik



Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama :

• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok (BEE India, 2004):

• Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
• Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
• Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstanadalah peralatan-peralatan mesin.

Referensi

1. http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/motor-listrik/

Transformator

Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik  ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai, dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh.

Dalam bidang elektronika, transformator digunakan antara lain sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban; untuk memisahkan satu rangkain dari rangkaian yang lain; dan untuk menghambat arus searah melalukan atau mengalirkan arus bolak-balik.  Berdasarkan frekuensi, transformator dapat dikelompokkan menjadi:

• Frekuensi daya, 50 - 60 Hz
• Frekuensi pendengaran, 50 Hz - 20 KHz
• Frekuensi radio, diatas 30 KHz

Dalam bidang tenaga listrik pemakaian transformator dikelompokkan menjadi :

• Transformator daya
• Transformator distribusi
• Transformator pengukuran, yang terdiri dari transformator arus dan transformator tegangan

Konstruksi Transformator
Gambar dibawah memperlihatkan bentuk fisik dari transformator, dimana tegangan masukan (V1) berbentuk sinusioda dihubungan pada gulungan primer (N1). Arus arus masukan (I1) mengakibatkan aliran fluk (φ) pada gulungan (N1) maupun gulungan (N2). Fluk pada gulungan sekunder (N2) menyebabkan aliran arus (I2) dan tegangan (V2).

Prinsip kerja dan terminologi transformator

Prinsip kerja transformator dapat  dijelaskan berdasarkan induksi elektromagnetik, dimana antara sisi primer dan sisi sekunder terdapat penghubung magnetik.  Gandengan magnet ini berupa inti  besi tempat melakukan fluks bersama.  Medan magnet berperan sangat penting sebagai rangkaian proses konversi energi. Melalui medium medan magnet, bentuk energi mekanik dapat diubah menjadi energi listrik, alat konversi ini disebut generator atau sebaliknya dari bentuk energi listrik menjadi energi mekanik, sebagai alat konversi disebut motor. Pada transformator, gandengan medan magnet berfungsi untuk memindahkan dan mengubah energi listrik dari rangkaian primer ke sekunder melalui prinsip induksi elektromagnetik. Dari sisi pandangan elektris , medan magnet mampu untuk menginduksikan tegangan pada konduktor sedangkan dari sisi pandangan mekanis medan magnet sanggup untuk menghasilkan gaya dan kopel (penggandeng).

Kelebihan medan magnet sebagai perangkai proses konversi energi disebabkan terjadinya bahan-bahan magnetik yang memungkinkan diperolehnya kerapatan energi yang tinggi; kerapatan energi yang tinggi ini akan menghasilkan kapasitas tenaga per unit volume mesin yang tinggi pula. Jelaslah bahwa pengertian kuantitatif tentang medan magnet dan rangkaian magnet merupakan bagian penting untuk memahami proses konversi energi listrik. 

Induktansi,  tegangan  pada  kumparan  didefinisikan sebagai perubahan arus terhadap waktu yang melewati kumparan tersebut.

Atau ketika terjadi perubahan arus  pada kumparan  maka terjadi perubahan fluk magnetik yang menyebabkan tejadinya perubahan induksi tegangan.

Dimana :

N = jumlah lilitan kumparan

φ = fluk magnet

Referensi

1. http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/definisi-konstruksi-dan-prinsip-kerja-transformator/

Semikonduktor

Prinsip Dasar dan Pengertian Semikonduktor – Kata “Semikonduktor” sangat identik dengan peralatan Elektronika yang kita pakai saat ini. Hampir setiap peralatan Eletronika canggih seperti Handphone, Komputer, Televisi, Kamera bahkan Lampu penerang LED juga merupakan hasil dari Teknologi Semikonduktor. Komponen-komponen penting yang membentuk sebuah Peralatan Elektronika seperti Transistor, Dioda dan Integrated Circuit (IC) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat bahan semikonduktor. Oleh karena itu, bahan Semikonduktor memiliki pengaruh yang sangat besar terhadap perkembangan Teknologi Elektronika.

Bahan Semikonduktor (Semiconductor) adalah bahan penghantar listrik yang tidak sebaik Konduktor (conductor) akan tetapi tidak pula seburuk Insulator (Isolator) yang sama sekali tidak menghantarkan arus listrik. Pada dasarnya, kemampuan menghantar listrik Semikonduktor berada diantara Konduktor dan Insulator. Akan tetapi, Semikonduktor berbeda dengan Resistor, karena Semikonduktor dapat dapat menghantarkan listrik atau berfungsi sebagai Konduktor jika diberikan arus listrik tertentu, suhu tertentu dan juga tata cara atau persyaratan tertentu.

Proses Doping pada Semikonduktor

Sebenarnya banyak bahan-bahan dasar yang dapat digolongkan sebagai bahan Semikonduktor, tetapi yang paling sering digunakan untuk bahan dasar komponen elektronika hanya beberapa jenis saja, bahan-bahan Semikonduktor tersebut diantaranya adalah Silicon, Selenium, Germanium dan Metal Oxides. Untuk memproses bahan-bahan Semikonduktor tersebut menjadi komponen elektronika, perlu dilakukan proses “Doping” yaitu proses untuk menambahkan ketidakmurnian (Impurity) pada Semikonduktor yang murni (semikonduktor Intrinsik) sehingga dapat merubah sifat atau karakteristik kelistrikannya. Beberapa bahan yang digunakan untuk menambahkan ketidakmurnian semikonduktor antara lain adalah Arsenic, Indium dan Antimony. Bahan-bahan tersebut sering disebut dengan “Dopant”, sedangkan Semikonduktor yang telah melalui proses “Doping” disebut dengan Semikonduktor Ekstrinsik.

Tipe atau jenis Semikonduktor

Semikonduktor yang telah dilalui proses Doping yaitu Semikonduktor yang Impurity (ketidakmurnian) atau Semikonduktor Ekstrinsik yang siap menjadi Komponen Elektronika dapat dibedakan menjadi 2 Jenis yaitu :

1. N-Type Semikonduktor

Dikatakan N-type karena Semikonduktor jenis ini pembawa muatannya (Charge Carrier) adalah terdiri dari Elektron. Elektron adalah bermuatan Negatif sehingga disebut dengan Tipe Negatif atau N-type. Pada Semikonduktor yang berbahan Silicon (Si), Proses Doping dengan menambahkan Arsenic atau Antimony akan menjadikan Semikonduktor tersebut sebagai N-type Semikonduktor. Terdapat 2 (dua) pembawa muatan atau charge Carrier dalam N-type Semikonduktor yakni Elektron sebagai Majority Carrier dan Hole sebagai Minority Carrier.

2. P-Type Semikonduktor

Dikatakan P-type karena Semikonduktor jenis ini kekurangan Elektron atau disebut dengan “Hole”. Ketika pembawa muatannya adalah Hole maka Semikonduktor tersebut merupakan Semikonduktor bermuatan Positif. Pada Semikonduktor yang berbahan Silicon (Si), Proses Doping dengan menambahkan Indium akan menjadikan Semikondukter tersebut sebagai P-type Semikonduktor. 2 (dua) pembawa muatan yang terdapat dalam P-type Semikonduktor adalah Hole sebagai Majority Carrier dan Elektron sebagai Minority Carrier).

Komponen-komponen Elektronika Aktif yang bahan dasarnya terbuat dari Semikonduktor diantaranya adalah :

• IC (Integrated Circuit)
• Transistor
• Dioda

Komponen-komponen Elektronika yang terbuat dari Semikonduktor merupakan komponen Elektronika yang sangat sensitif dengan ESD (Electro Static Discharge). Oleh karena itu, perlu penanganan khusus dalam produksi terhadap Komponen-komponen tersebut.

Referensi :

1. http://teknikelektronika.com/prinsip-dasar-dan-pengertian-semikonduktor-semiconductor/

IC (Integrated Circuit)

IC dapat di definisikan sebagai kumpalan dari beberapa komponen hingga ribuan komponen elektronika berupa transistor, resistor dan komponen elektronika yang lain dan membentuk suatu rangkaian elektronika yang membentuk fungsi elektronika tertentu dan dikemas dalam sebuah kemasan yang kompak dan kecil dengan pin atau kaki sesuai dengan fungsinya. Kemasan demikian disebut Integrated Circuit (IC).

Sejarah IC

IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. 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.

Contoh bentuk IC yang beredar di pasaran

Untuk mempermudah pemakaian IC tersebut maka dibentuklah suatu bentuk yang standard. Salah satu standard IC tersebut adalah DIP (Dua Inline Package), dimana kaki-kaki IC tersebut susunannya terdiri dari dua jalur yang simetris dari 8, 14, 16 kaki dan seterusnya. Untuk mengetahui urutan kaki-kaki tersebut adalah sebagai berikut : urutan kaki 1 s/d 8 atau s/d 14 atau s/d 16, apabila dilihat dari atas IC tersebut adalah berlawanan dengan arah putaran jam, dimana hitungan tersebut dimulai dari ujung yang ada coakan atau titik, untuk jelasnya dapat diperhatikan gambar dibawah ini.

Cara membaca urutan kaki IC

Dari gambar diatas terlihat jelas cara pembacaan urutan IC (Integrated Circuit). Cara pembacaan pin IC tersebut tidak hanya berlaku untuk IC tipe SIP (Single In Package) maupun DIP (Dual In Package) tetapi juga berlaku untuk IC dengan kaki pada 4 sisi. Kaidah pembacaan pin atau kaki IC ini sama semua untuk semua produsen IC seperti dijelaskan melalui gambar pembacaan susunan pin/kaki IC diatas.

Referensi :

1. http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/pengertian-ic-integrated-circuit/

FET (Field Effect Transistor)

FET (Field Effect Transistor) atau sering disebut sebagai transistor efek medan mempunyai fungsi yang hampir sama dengan transistor bipolar. Meskipun demikian antara FET dan transistor bipolar terdapat beberapa perbedaan yang mendasar. Perbedaan utama antara kedua jenis transistor tersebut adalah bahwa dalam transistor bipolar arus output (IC) dikendalikan oleh arus input (IB). Sedangkan dalam FET arus output (ID) dikendalikan oleh tegangan input (VGS), karena arus input adalah nol. Sehingga resistansi input FET sangat besar, dalam orde puluhan megaohm.

Disamping itu, FET lebih stabil terhadap temperatur dan konstruksinya lebih kecil serta pembuatannya lebih mudah dari transistor bipolar, sehingga amat bermanfaat untuk pembuatan keping rangkaian terpadu. FET bekerja atas aliran pembawa mayoritas saja, sehingga FET cenderung membangkitkan noise (desah) lebih kecil dari pada transistor bipolar.

Keluarga FET yang penting adalah JFET (junction field-effect transistor) dan MOSFET (metal-oxide semiconductor field-effect transistor). JFET terdiri atas kanal-P dan kanal-N. MOSFET terdiri atas MOSFET tipe pengosongan (D-MOSFET = Depletion-mode metal-oxide semiconductor FET) dan MOSFET tipe peningkatan (E-MOSFET = Enhancement-mode metal-oxide semiconductor FET). Masing-masing tipe MOSFET ini masih terbagi juga dalam kanal-P dan kanal-N.

Kelebihan FET

Dibandingkan dengan BJT, FET memiliki beberapa kelebihan diantaranya adalah:

1. Hambatan dalam input sangat besar, yaitu sekitar ~ 106 Ω untuk JFET (Junction FET) dan ~ 108 Ω untuk MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET).
2. Noisenya kecil, karena karena pembawa muatan pada FET tidak melewati hubungan p-n sama sekali.
3. Densitas FET sangat tinggi sehingga dapat dibentuk rangkaian integrasi lebih padat.
4. lebih stabil terhadap suhu.

Kekurangan FET

Disamping itu kekurangan FET dibandingkan dengan BJT adalah:

1. Kecepatan switchingnya lebih rendah/lambat.
2. Tidak mampu menanggani daya besar, walaupun saat ini sudah ada FET yang mampu bekerja untuk daya besar.

Konstruksi FET

Konstruksi secara fisik dan simbul JFET ditunjukkan gambar berikut:

Konstruksi fisik JFET dan simbol JFET

FET memiliki 3 terminal yaitu Source(S), Drain(D), dan Gate(G). Source adalah terminal tempat pembawa muatan mayoritas masuk ke kanal untuk menyediakan arus melalui kanal. Drain adalah terminal arus meninggalkan kanal. Gate adalah elektroda yang mengontrol konduktansi antara Source dan Drain. Sinyal input diberikan pada terminal Drain. Sedangkan Substrate atau bulk umumnya dihubungkan dengan Source. Material pada substrate biasanya netral atau didope sedikit.

Umumnya sinyal input diberikan pada terminal Gate. Dalam rangkaian input, terminal Gate dan kanal bertindak seolah-olah bagai kapasitor plat sejajar, dan konduktivitas kanal dapat diubah oleh tegangan Gate terhadap Source. Untuk kanal-n, tegangan positif pada Gate menginduksi muatan negatif pada kanal sehingga ada aliran elektron dari Source ke Drain.

Pembiasan FET

JFET tidak bekerja berdasarkan arus listrik melainkan akibat medan listrik yang terjadi tegangan input ke terminal gerbang (Gate). Medan listrik dipakai untuk mengontrol lebar saluran tempat terjadinya konduksi antara terminal pembuangan (Drain) dan sumber (Source). Sehingga FET akan sangat efektif jika mendapat tegangan disamping memiliki impedansi input yang sangat besar dalam orde ~ MΩ.

Arus Drain melalui satu jenis bahan semikonduktor, yaitu tipe-n untuk kanal-n dan tipe-p untuk kanal-p. Pada JFET kanal-n pembawa muatannya adalah elektron bebas, sehingga terminal D harus diberi potensial positif. Selanjutnya JFET kanal-n dibias dengan cara seperti ditunjukkan pada gambar berikut.

Pembiasan Pada JFET kanal-n

Sebagai pendekatan tidak ada arus yang mengalir pada Gate IG = 0, hal ini karena hambatan dalam input JFET = ∞.

Perhatikan lapisan deplesi yang terbentuk akibat pembiasan, lebar lapisan deplesi ini bervariasi terhadap VDS. Kanal-n tsb akan tertutup yaitu lebar kanal = 0 terjadi pada saat VDS = Vp (dengan Vp adalah tegangan pinch-off/penjepit) dan untuk VDS > Vp praktis hambatan Drain tak berubah.

Pada JFET, junction field effect transistor, Gate dan kanal membentuk hubungan PN konvensional, namun memiliki hambatan dalam besar akibat bias mundur. Sedangkan pada IGFET, Insulated Gate Field Effect Transistor, atau MOSFET, Metal Oxide Semiconductor FET, memiliki elektroda yang terpisah dari kanal oleh lapisan tipis SiO2. Tegangan yang diberikan pada Gate dapat menginduksikan muatan di kanal untuk mengontrol arus Drain. Hambatan dalam inputnya sangat besar dan tidak bergantung pada polaritas tegangan Gate, disamping itu juga relatif tidak terpengaruh oleh suhu.

Ada dua tipe MOSFET yaitu tipe enhancement dan tipe depletion. Pada tipe enhancement arus pada kanal hanya terjadi jika diberi tegangan Gate. Sedangkan pada tipe depletion arus pada kanal dapat terjadi pada saat tegangan Gate = 0. Dalam simbul skematik tipe enhancement ditandakan dengan garis putus-putus pada kanal, sedangkan tipe depletion ditandakan dengan garis utuh untuk kanal.

Secara skematik pengelompokkan FET dan peta tegangan output (dengan Source di-ground-kan) diberikan berikut ini.

Penggolongan FET dan peta tegangan input/output

Sedangkan diagram skematik dari berbagai tipe FET ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Simbol FET (Field Effect Transistor)

Referensi :

1. http://zonaelektro.net/fet-field-effect-transistor/

BJT (Bipolar Junction Transistor)

BJT (Bipolar Junction Transistor) tersusun atas tiga material semikonduktor terdoping yang dipisahkan oleh dua sambungan pn. Ketiga material semikonduktor tersebut dikenal dalam BJT sebagai emitter, base dan kolektor (Gambar 1). Daerah base merupakan semikonduktor dengan sedikit doping dan sangat tipis bila dibandingkan dengan emitter (doping paling banyak) maupun kolektor (semikonduktor berdoping sedang). Karena strukturnya fisiknya yang seperti itu, terdapat dua jenis BJT. Tipe pertama terdiri dari dua daerah n yang dipisahkan oleh daerah p (npn), dan tipe lainnya terdiri dari dua daerah p yang dipisahkan oleh daerah n (pnp). Sambungan pn yang menghubungkan daerah base dan emitter dikenal sebagai sambungan base-emiter (base-emitter junction), sedangkan sambungan pn yang menghubungkan daerah base dan kolektor dikenal sebagai sambungan base-kolektor (base-collector junction).

Gambar 1. Dua Jenis Bipolar Junction Transistor (BJT)

Gambar 2 menunjukkan simbol skematik untuk bipolar junction transistor tipe npn dan pnp. Istilah bipolar digunakan karena adanya elektron dan hole sebagai muatan pembawa (carriers) didalam struktur transistor.

Gambar 2. Simbol BJT tipe npn dan pnp

Prinsip Kerja Transistor

Gambar 3 menunjukkan rangkaian kedua jenis transistor npn dan pnp dalam mode operasi aktif transistor sebagai amplifier. Pada kedua rangkaian, sambungan base-emiter (BE) dibias maju (forward-biased) sedangkan sambungan base-kolektor (BC) dibias mundur (reverse-biased).

Gambar 3. Forward-Reverse Bias pada BJT

Sebagai gambaran dan ilustrasi kerja transistor BJT, misalkan pada transistor npn (gambar 4). Ketika base dihubungkan dengan catu tegangan positif dan emiter dicatu dengan tegangan negatif maka daerah depletion BE akan menyempit. Pencatuan ini akan mengurangi tegangan barrier internal sehingga muatan mayoritas (tipe n) mampu untuk melewati daerah sambungan pn yang ada. Beberapa hole dan elektron akan mengalami rekombinasi di daerah sambungan sehingga arus mengalir melalui device dibawa oleh hole pada base(daerah tipe-p) dan elektron pada emiter (daerah tipe-n ). Karena derajat doping pada emiter (daerah tipe n) lebih besar daripada base (daerah tipe p), arus maju akan dibawa lebih banyak oleh elektron. Aliran dari muatan minoritas akan mampu melewati sambungan pn sebagai kondisi reverse bias tetapi pada skala yang kecil sehingga arus yang timbul pun sangat kecil dan dapat diabaikan.

Elektron banyak mengalir dari emiter ke daerah base yang tipis. Karena daerah base berdoping sedikit, elektron pada hole tidak dapat berekombinasi seluruhnya tetapi berdifusi ke dalam daerah depletion BC. Karena base dicatu negatif dan kolektor dicatu positif (reverse bias), maka depletion BC akan melebar. Pada daerah depletion BC, elektron yang mengalir dari emiter ke base akan terpampat pada daerah depletion BC. Karena pada daerah kolektor terdapat muatan minoritas (ion positif) maka pada daerah sambungan BC akan terbentuk medan listrik oleh gaya tarik menarik antara ion positif dan ion negatif sehingga elektron tertarik kedaerah kolektor. Arus listrik kemudian akan mengalir melalui device.

Referensi :

1. https://tanotocentre.wordpress.com/2010/10/26/bipolar-junction-transistor-bjt/