ELEKTRONIKA DIGITAL

Oleh : Riza Syaifulloh

BAB I PENGANTAR

Apa itu Elektronika Digital ??? mungkin sebagian kecil dari kita sudah ada yang mengenal hal tersebut tapi mungkin sebagian besar dari kita malah belum pernah dengar kata tersebut, untuk itu marilah mempelajari apa yang namanya ELEKTRONIKA DIGITAL....

Elektronika Digital adalah sistem elektronik yang menggunakan signal digital. Signal digital didasarkan pada signal yang bersifat terputus-putus. biasanya dilambangkan dengan notasi aljabar 1 dan 0. Notasi 1 melambangkan terjadinya hubungan dan notasi 0 melambangkan tidak terjadinya hubungan.

BAB II PERBEDAAN ANTARA ANALOG DENGAN DIGITAL

Perbedaan dasar Sinyal digital dan analog :

1. Rangkaian digital lebih mudah dibuat karena tidak memiliki kerumitan dalam rangkaian elektronika analog yang mengharuskan kita untuk menghitung nilai tegangan atau arus. Yang diperlukan hanyalah rentang dari tegangan maupun arus karena semuanya akan bekerja secara otomatis.

2. Penyimpanan informasi yang sangat berfungsi untuk membuat alat elektronik tersebut bekerja dengan baikpun sangat mudah jika dibandingkan dengan alat-alat elektronika analog. Oleh sebab itu, mengapa alat elektronik digital lebih memiliki fungsi yang komplek dibandingkan dengan alat elektronik jenis analog.

3. Alat elektronik digital jauh memiliki fungsi yang lebih teliti. Berbeda dengan elektronika analog yang masih sering melakukan beberapa kesalahan kecil namun berdampak besar. Oleh sebab itu, karena jaman sekarang dibutuhkan kinerja yang maksimal dan sempurna, maka tidak heran jika alat-alat elektronik semakin mengarah ke jenis digital.

4. Banyak sekali beberapa macam rangkaian digital yang bisa dibuat di dalam bentuk chip atau IC yang jauh lebih akan menghemat tempat dan juga harga produksi dari sebuah alat elektronik digital tersebut. Berbeda dengan sistem analog yang memang sudah bisa juga untuk dibuat kedalam bentuk chip, namun harganya masih sangat mahal karena kerumitan prosesnya.

BAB III ALASAN KENAPA LEBIH MEMILIH DIGITAL

Berikut beberapa alasan mengapa Digital lebih dipilih dari pada Analog :

Untuk menyimpan hasil pengolahan, sinyal digital lebih mudah dibandingkan sinyal analog. Untuk menyimpan sinyal digital dapat menggunakan media digital seperti CD, DVD, Flash Disk, Hardisk. Sedangkan media penyimpanan sinyal analog adalah pita tape magnetik.
lebih kebal terhadap noise karena bekerja pada level ’0′ dan ’1′.
lebih kebal terhadap perubahan temperatur.
lebih mudah pemrosesannya.
Mudah dalam mendesainnya.
Ketelitiannya lebih besar
Kerjanya dapat diprogram. Sistem analog dapat juga deprogram tetapi lebih kompleks dan terbatas.
Rangkaian digital dapat di fabrikasi dalam IC chips

BAB IV CONVERTER RANGKAIAN ELEKTRONIKA

A. Analog To Digital Converter (ADC)

ADC (Analog To Digital Converter) adalah perangkat elektronika yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog (sinyal kontinyu) menjadi sinyal digital. Perangkat ADC (Analog To Digital Convertion) dapat berbentuk suatu modul atau rangkaian elektronika maupun suatu chip IC. ADC (Analog To Digital Converter) berfungsi untuk menjembatani pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital.

Analog to Digital Converter atau ADC yang artinya pengubah dari analog ke digital. Fungsi dari ADC adalah untuk mengubah data analog menjadi data digital yang nantinya akan masuk ke suatu komponen digital yaitu mikrokontroller AT89S51. Inputan dari ADC ini ada 2 yaitu input positif (+) dan input negatif (-). ADC 0804 ini terdiri dari 8 bit microprocessor Analog to Digital Converter.

B. Digital To Analog Converter (ADC)

DAC (Digital To Analog Converter) adalah salah satu komponen elektronika yang cukup ampuh untuk pengaturan sebuah sistem berbasis digital, dengan kemampuan mengubah dari data digital ke tegangan analog.

BAB V KOMPONEN ELEKTRONIKA DASAR

Peralatan Elektronika adalah sebuah peralatan yang terbentuk dari beberapa Jenis Komponen Elektronika dan masing-masing Komponen Elektronika tersebut memiliki fungsi-fungsinya tersendiri di dalam sebuah Rangkaian Elektronika. Seiring dengan perkembangan Teknologi, komponen-komponen Elektronika makin bervariasi dan 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.

Berikut ini merupakan Fungsi dan Jenis-jenis Komponen Elektronika dasar yang sering digunakan dalam Peralatan Elektronika beserta simbolnya.

A. 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.

Jenis-jenis Resistor diantaranya adalah :

Resistor yang Nilainya Tetap
Resistor yang Nilainya dapat diatur, Resistor Jenis ini sering disebut juga dengan Variable Resistor ataupun Potensiometer.
Resistor yang Nilainya dapat berubah sesuai dengan intensitas cahaya, Resistor jenis ini disebut dengan LDR atau Light Dependent Resistor
Resistor yang Nilainya dapat berubah sesuai dengan perubahan suhu, Resistor jenis ini disebut dengan PTC (Positive Temperature Coefficient) dan NTC (Negative Temperature Coefficient)

Gambar dan Simbol Resistor :

B. 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). Satuan nilai untuk Kapasitor (Kondensator) adalah Farad (F)
Jenis-jenis Kapasitor diantaranya adalah :

Kapasitor yang nilainya Tetap dan tidak ber-polaritas. Jika didasarkan pada bahan pembuatannya maka Kapasitor yang nilainya tetap terdiri dari Kapasitor Kertas, Kapasitor Mika, Kapasitor Polyster dan Kapasitor Keramik.
Kapasitor yang nilainya Tetap tetapi memiliki Polaritas Positif dan Negatif, Kapasitor tersebut adalah Kapasitor Elektrolit atau Electrolyte Condensator (ELCO) dan Kapasitor Tantalum
Kapasitor yang nilainya dapat diatur, Kapasitor jenis ini sering disebut dengan Variable Capasitor.

Gambar dan Simbol Kapasitor :

C. 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).
Jenis-jenis Induktor diantaranya adalah :

Induktor yang nilainya tetap
Induktor yang nilainya dapat diatur atau sering disebut dengan Coil Variable.

Gambar dan Simbol Induktor :

D. 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.
Berdasarkan Fungsi Dioda terdiri dari :

Dioda Biasa atau Dioda Penyearah yang umumnya terbuat dari Silikon dan berfungsi sebagai penyearah arus bolak balik (AC) ke arus searah (DC).
Dioda Zener (Zener Diode) yang berfungsi sebagai pengamanan rangkaian setelah tegangan yang ditentukan oleh Dioda Zener yang bersangkutan. Tegangan tersebut sering disebut dengan Tegangan Zener.
LED (Light Emitting Diode) atau Diode Emisi Cahaya yaitu Dioda yang dapat memancarkan cahaya monokromatik.
Dioda Foto (Photo Diode) yaitu Dioda yang peka dengan cahaya sehingga sering digunakan sebagai Sensor.
Dioda Schottky (SCR atau Silicon Control Rectifier) adalah Dioda yang berfungsi sebagai pengendal.
Dioda Laser (Laser Diode) yaitu Dioda yang dapat memancar cahaya Laser. Dioda Laser sering disingkat dengan LD.

Gambar dan Simbol Dioda:

E. 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.

Gambar dan Simbol Transistor :

F. 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.

Gambar dan Simbol IC (Integrated Circuit) :

G. 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.

Gambar dan Simbol Saklar (Switch) :

BAB VI SWITCH

A. Dioda

1. Pengertian Dioda

Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

2. Fungsi Dioda and Jenis-jenisnya

Berdasarkan Fungsi Dioda, Dioda dapat dibagi menjadi beberapa Jenis, diantaranya adalah :

Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya
Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali

3. Simbol Dioda

Gambar dibawah ini menunjukan bahwa Dioda merupakan komponen Elektronika aktif yang terdiri dari 2 tipe bahan yaitu bahan tipe-p dan tipe-n :

4. Prinsip Kerja Dioda

Untuk dapat memperjelas prinsip kerja Dioda dalam menghantarkan dan menghambat aliran arus listrik, dibawah ini adalah rangkaian dasar contoh pemasangan dan penggunaan Dioda dalam sebuah rangkaian Elektronika.

Cara Pemasangan Dioda dalam Rangkaian Elektronika

5. Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter

Untuk mengetahui apakah sebuah Dioda dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya, maka diperlukan pengukuran terhadap Dioda tersebut dengan menggunakan Multimeter (AVO Meter).

a. Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Analog

Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x100
Hubungkan Probe Merah pada Terminal Katoda (tanda gelang)
Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Anoda.
Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
Jarum pada Display Multimeter harus bergerak ke kanan
Balikan Probe Merah ke Terminal Anoda dan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang).
Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
Jarum harus tidak bergerak.
**Jika Jarum bergerak, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak.

b. Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital

Pada umumnya Multimeter Digital menyediakan pengukuran untuk Fungsi Dioda, Jika tidak ada, maka kita juga dapat mengukur Dioda dengan Fungsi Ohm pada Multimeter Digital.
- Cara Mengukur Dioda dengan menggunakan Multimeter Digital
(Fungsi Ohm / Ohmmeter)

Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω)
Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang)
Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda.
Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
Display harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.64MOhm)
Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda
Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
Nilai Resistansinya adalah Infinity (tak terhingga) atau Open Circuit.
**Jika terdapat Nilai tertentu, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah Rusak.

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital (Fungsi Ohm)

- Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital
(Menggunakan Fungsi Dioda)

Aturkan Posisi Saklar pada Posisi Dioda
Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang)
Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda.
Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
Display harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.42 V)
Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda
Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
Tidak terdapat nilai tegangan pada Display Multimeter.
**Jika terdapat Nilai tertentu, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah Rusak.

Cara Mengukur Dioda dengan Menggunakan Multimeter Digital (Fungsi Dioda)

Catatan Penting :
Hal yang perlu diperhatikan disini adalah Cara Mengukur Dioda dengan menggunakan Multimeter Analog dan Multimeter Digital adalah terbalik. Perhatikan Posisi Probe Merah (+) dan Probe Hitamnya (-).

Cara-cara pengukuran tersebut diatas juga dapat digunakan untuk menentukan Terminal mana yang Katoda dan mana yang Terminal Anoda jika tanda gelang yang tercetak di Dioda tidak dapat dilihat lagi atau terhapus (hilang).

B. Transistor

Transistor adalah alat semi konduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Transistor sebenarnya berasal dari kata “transfer” yang berarti pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Dari kedua kata tersebut dapat kita simpulkan, Pengertian Transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi suhu tertentu. Transistor pertama kali ditemukan pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H, Brattain. Tetapi, komponen ini mulai digunakan pada tahun 1958.

Cara Kerja Transistor hampir sama dengan resistor yang mempunyai tipe dasar modern. Tipe dasar modern terbagi menjadi 2, yaitu Bipolar Junction Transistor atau biasa di singkat BJT dan Field Effect Transistor atau FET. BJT dapat bekerja bedasarkan arus inputnya, sedangkan FET bekerja berdasarkan tegangan inputnya.

Dalam dunia elektronika modern, transistor merupakan komponen yang sangat penting terutama dalam rangkaian analog karena fungsinya sebagai penguat. Rangkaian analog terdiri dari pengeras suara, sumber listrik stabil dan penguat sinyal radio. Tidak hanya rangkaian analog, di dalam rangkaian digital juga terdapat transistor yang digunakan sebagai saklar dengan kecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat di rangkai sehingga berfungsi sebagai logic gate.

Jenis-Jenis Transistor juga berbeda-beda, berdasarkan kategorinya dibedakan seperti materi semikonduktor, kemasan fisik, tipe, polaritas, maximum kapasitas daya, maximum frekuensi kerja, aplikasi dan masih banyak lagi jenis yang lainnya.

Fungsi Transistor Lainnya :

Sebagai penguat amplifier.
Sebagai pemutus dan penyambung (switching).
Sebagai pengatur stabilitas tegangan.
Sebagai peratas arus.
Dapat menahan sebagian arus yang mengalir.
Menguatkan arus dalam rangkaian.
Sebagai pembangkit frekuensi rendah ataupun tinggi

C. Relay

Relay adalah komponen listrik yang bekerja berdasarkan prinsip induksi medan elektromagnetis. Jika sebuah penghantar dialiri oleh arus listrik, maka di sekitar penghantar tersebut timbul medan magnet. Medan magnet yang dihasilkan oleh arus listrik tersebut selanjutnya diinduksikan ke logam ferromagnetis.

Logam ferromagnetis adalah logam yang mudah terinduksi medan elektromagnetis. Ketika ada induksi magnet dari lilitan yang membelit logam, logam tersebut menjadi "magnet buatan" yang sifatnya sementara. Cara ini kerap digunakan untuk membuat magnet non permanen. Sifat kemagnetan pada logam ferromagnetis akan tetap ada selama pada kumparan yang melilitinya teraliri arus listrik. Sebaliknya, sifat kemagnetannya akan hilang jika suplai arus listrik ke lilitan diputuskan.

Fungsi relay tergantung peruntukannya atau dimana rangkaian relay tersebut difungsikan atau untuk mengontrol fungsi-fungsi peralatan pada kelistrikan atau elektronika pada mobil misalnya.

Dan pada intinya fungsi relay sebagai saklar elektronik adalah untuk mengalirkan arus listrik lebih besar sesuai kebutuhan dengan menggunakan sistem pengendalian dengan arus listrik kecil.

Jenis - Jenis Relay

Untuk memenuhi kebutuhan di dalam merangkai atau membuat sirkuit listrik dan elektronika, beberapa produsen membuat/memproduksi berbagai macam / jenis relay, namun secara sistem relay di bagi atas:

1. Electromagnetic Relays (EMRs)
Electromagnetic Relays (EMRs) terdiri dari kumparan/ coil untuk menerima sinyal tegangan tertentu, dengan satu set atau beberapa kontak yang terhubung pada armature/tuas yang diaktifkan/digerakkan oleh kumparan energi untuk membuka atau menutup sirkuit listrik sebagai hasil dari proses relay tersebut.

2. Solid-state Relays (SSRs)

Solid-state Relays (SSRs) menggunakan output semikonduktor bukan lagi kontak secara mekanik untuk membuka dan menutup sirkuit. Perangkat output optik-digabungkan ke sumber cahaya LED di dalam relay. Relay dihidupkan dengan energi LED ini, biasanya dengan tegangan DC power yang rendah.

3. Microprocessor Based Relays
Mengunakan mikroprosesor untuk mekanisme switching. Umum digunakan dalam pemantauan sistem proteksi power/ daya.

Sekian dan terima kasih, semoga apa yang saya post ini bisa bermanfaat bagi kita semua... Amin....

Riza Syaifulloh

Kamis, 02 April 2015