27
2.2. Komponen-Komponen Pendukung
2.2.1. Resistor
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Bersdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed
Resistor dan Variable Resistor dan umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan material umumnya memiliki resistansi yang sangat
kecil. Bahan-bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas,
dam karbon memiliki resistansi ynag lebih besar menahan aliran electron dan disebut sebagai isolator.
2.2.2. Fixed Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor
bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada
badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm-meter.
Universitas Sumatera Utara
28
Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA Electronic Industries Assiciation.
Gambar 2.2. Resistor karbon
Tabel 2.2 gelang resistor
Universitas Sumatera Utara
29
Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan kea rah gelang toleransi berwarna coklat, emas atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada
bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol. Sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit kedalam. Dengan demikian
pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau sudah bias menentukan gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai
resistansinya.
2.2.3. Variable Resistor
untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai dengan keinginan
dengan mudah dan sering dignakan untuk pengaturan volume, bass, balance dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya
hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada
beberarap model pengaturan nilai variable resistor, yang sering digunakan
adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali-kali untuk mendapatkan semua nilai
resistor. Model ini dinamakan “potentiometer” atau “trimmer potentiometer”
Universitas Sumatera Utara
30
Gambar 2.3 Potentiometer
Pada gambar 2.10 diatas untuk bentu 3 biasanya digunakan untuk volume control. Bentuk yang kedua merupakan semi-fixed resistor dan biasanya dipasang
pada PCB Printed Circuit Board. Sedangkan bentuk 1 potentiometers. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variable.
Universitas Sumatera Utara
31
2.2.4. Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik struk tur sebuah kapasitorterbuat dari 2 buah plat metal yang
dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umumnya dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas 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 negative
berkumpul pada ujung metal yang satunya lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negative dan sebaliknya muatan negative tidak bias menuju
keujung kutub positif terpisah oleh bahan elektrik yang non konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung-ujung kakinya. Di
alam bebas phonemena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negative diawan. Kondensator diidentikan mempunyai dua kaki dan dua
kutub yitu positif dan negative serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
Lambang kondensator mempunyai kutub positif dan negative pada skema elektronika.
Universitas Sumatera Utara
32
Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negative pada kakinya, kebanyakan
berbentuk bulat pipih berwarna coklat merah hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor capasitor.
Lambang kapasitor tidak mempunyai kutub pada skema elektronika. Satuan dalam kondensator disebut farad. Adapun cara memperluas kapasitor atau
kondensator dengan jalan: 1.
Menyusunnya berlapis-lapis. 2.
Memperluas pemukaan variable. 3.
Memakai bahan dengan daya tembus besar. Kapasitor merupakan kompenen pasif elektronika yang sering dipakai didalam
merancang suatu system yang berfungsi untuk mengeblok arus DC, filter dan penyimpanan energy listrik. Didalamnya 2 buah plat elektroda saling berhadapan dan
dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang dignakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energy listrik
disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan melakukan pengisian, arus mengailir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang
membedakan tiap-tiap kapasitor adalah dilektriknya. Kapasitansi didefinisikan
Universitas Sumatera Utara
33
sebagai konstanta pembanding yang berlaku pada persamaan arus dalam dua plat konduktor parallel dengan pemisah isolator yang ditunjukkan pada persamaan
dibawah ini.
I=C dVdt
Berdasarkan persamaan diatas, karena besarnya arus sebanding dengan perubahan tegangan terhadap waktu, tegangan yang tidak berubahterhadap
waktu tegangan dc akan menyebabkan arus menjadi nol. Hal ini merupakan bahwa kapasitor bagi dc merupakan rangkaian terbuka, besarnya kapasitansi
memenuhi persamaan berikut.
C = € A d Dengan € adalah permitivitas isolator, A adalah luas plat konduktor dan d
adalah jarak kedua plat konduktor sejajar dengan pemisah isolator dengan begitu maka disebutlah sebagai isolator.
Berikut ini adalah jenis-jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.
Universitas Sumatera Utara
34
2.2.4.1. Electrolytic Capasitor ELCO
Gambar 2.6. Electroltic Capasitor ELCO Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari aluminium yang menggunakan
membrane oksidasi yang tipis.. karakteristik utama dari Electrolytic Capasitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati-
hati didalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila
polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “MELEDAK”. Biasanya
jenis kapasitor ini digunakan pada rangkain power supply. Kapasitor ini tidak bias digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor
dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 volt, berarti kapasitor yang haris dipilih
memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 volt.
Universitas Sumatera Utara
35
2.2.4.2. Ceramic Capasitor
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Kaena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada
rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk mlewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog.
Karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua
kapasitor diatas.
Gambar 2.7. Ceramic capasitor
2.2.4.3. Nilai Kapasitor
Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angkakode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis
elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis lain yang
Universitas Sumatera Utara
36
nilainyadikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n
dapat dilihat pada table dibawah.
Tabel 1. Nilai kapasitor Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J. berarti nilai
kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µF sedangkan toleransinya 5. Yang harus diingat dalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF Pico
Farad.
2.2.4.4. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung switching, stabilisasi tegangan, modulasi sinyal
atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi sebagai kran listrik, dimana
Universitas Sumatera Utara
37
berdasarkan arus inputnya BJT atau tegangan inputnya FET, memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, tegangan atau arus yang dipasang disatu terminalnya mengatur arus yang lebih besar melalui 2 terminal
lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier penguat.
Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor dignakan sebagai saklar
berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan komponen-komponen lainnya.
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunya tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari
penggabungan dua buah diode. Diode satu dengan yang lainnya saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi diode yang senama. Dengan cara
penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah diode sehingga menghasilkan transistor NPN.
Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silicon dan germanium. Oleh karena itu dikatakan :
1. Transistor germanium PNP.
2. Transistor silicon NPN.
3. Transistor silicon PNP.
Universitas Sumatera Utara
38
4. Transistor germanium NPN.
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan symbol. Anak panah yang terdapat didalam symbol menunjukkan arah yang melalui transistor. Didalam
pemakaian transistor dipakai sebagai komponen saklar switching dengan memanfaatkan daerah penjualan saturasi dan daerah penyumbatan cut off yang ada
pada karakteristik transistor. Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar
transistor bipolar junction transistor BJT arau transistor bipolar dan field-effect transistor FET, yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar
dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: electron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus
listrik utama harus melewati satu daerahlapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dngan tujuan untuk
mengatur aliran arus utama tersebut. FET juga dinamakan transistor unipolar hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan electron atau hole, tergantung dari tipe
FET. Dalam FET, arus listri utama mengalir dalam suatu kanal konduksi sempit dengan depletion zone dikedua sisinya dibandingkan dengan transistor bipolar
dimana daerah basis memotong arah arus listrik utama. Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan. Untuk
mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Secara umum, transistor dapat dibeda- bedakan berdasarkan banyak kategori. Materi semi konduktor: germanium, Silikon,
Gallium,Arsenide.
Universitas Sumatera Utara
39
1. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface
Mount, IC, dan lain-lain. 2.
Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET, MOSFET, IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor
yaitu IC Integrated Circuit dan lain-lain. 3.
Polaritas: NPN atau N-Chanel, PNP atau P-Chanel. 4.
Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, Hih Power. 5.
Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF Transistor, Microwave dan lain-lain.
6. Aplikasi: Amplifier, saklar, general Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan
lain-lain. Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emitter
secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emitter terhubung secara langsung short. Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor
emitter VCE = 0 volt. Kada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0.3 volt. Dengan menganalogikan transistor
sebagai saklar.
2.2.5. Dioda
Dioda adalah salah satu bahan yang dibuat dari bahan yang disebut PN junction yaitu suatu bahan campuran yang terdiri dari bahan positif dan bahan
negative. Apabila kedua bahan tesebut dipertemukan maka akan menjadi komponen aktif yang disebut diode. P type akan membentuk kaki yang disebut kaki Anoda dan
Universitas Sumatera Utara
40
N type akan membentuk Katoda. Pada diode, arus listrik hanya akan dapat mengalir dari anoda ke kutub katoda.
2.2.5.1 Karakteristik Dioda
Sifat umum diode adalah hanya dapat menghantarkan arus listrik ke satu arah saja. Oleh karena itu bila pemasangan diode tidak akan dapat menghantarkan arus
listrik. Prinsip ini biasanya digunakan sebagai pengaman alat elektronika yaitu untuk menunjukkan benar atau salah penyambungan catu daya. Dioda memiliki dua
elektroda kaki, yaitu anoda dan katoda. Kaki-kaki ini tidak boleh terbalik dalam pemasanganya. Kaki katoda biasanya dekat dengan tanda cincin sedangkan kaki yang
jauh tanda cincin berarti kaki anoda. Jika P anoda diberi tegangan positif dan N katoda diberi tegangan negative maka pemberian tegangan ini disebut bias maju
biased forward. Sebaliknya, bila diberi tegangan yang terbalik yaitu P anoda diberi tegangan negative dan N katoda diberi tegangan positif maka pemberian
tegangan ini disebut bias mundur biased reverse. Pada keadaan ini, arus yang mengalir dalam diode sangat kecil sehingga dapat diabaikan.
Pada saat diberi biases forward, diode dapat dialiri arus dengan resistansi yang cukup kecil, yang dikenal dengan nama resistansi maju forward. Sebaliknya, jika
diode diberi biased reverse, maka arus listrik akan mengalami resistansi yang amat besar dan disebut resistance reverse. Dioda dapat dianggap suatu Voltage Sensitive
Electronic Switch, dimana diode akan menutup atau dalam kondisi ON jika anoda lebih positif dari katoda dan diode akan terbuka jika sebaliknya. Macam-macam
diode yang harus diketahui adalah: 1.
Dioda Penyearah RectifierJ 2.
Dioda Zener 3.
Dioda Cahaya LED-Light Emiting Dioda
2.2.5.2 Dioda Penyearah Rectifier
Universitas Sumatera Utara
41
Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada rangkaian radio sebagai detector, dan lain-lain. Prinsip kerja dari diode
penyearah adalah sebagai berikut.
Gambar 2.9 Bentuk Dioda
Arus AC yang mendorong electron keatas melalui resistor, saat melewati diode hanya setengah periode positif dari tegangan input yang akan memberikan bias
forward pada diode, sehingga diode akan menghantarkan selama setengah periode positif. Tetapi untuk setengah peride negative, diode bias reverse terjadilah
penyumbatan karena kecil sekali arus yang dapat mengalir. Dengan demikian, arus AC telah diserahkan oleh diode ini menjadi arus yang searah DC.
2.2.5.3 Dioda Zener
Dioda zener merupakan diode yang banyak sekali digunakan oleh diode penyearah.
2.2.5.4 Dioda Cahaya LED: Light Emiting Dioda
LED merupakan salah satu jenis diode yang mengubah energy perpindahan electron-elektron yang jatu dari pita konduksi ke pita valensi menjadi cahaya.
Berwarna warni cahaya yang dipancarkan ini, dikarenakan jenis bahan yang digunakan berbeda-beda. Bahan-bahannya antara lain gallium, arsen, dan fosfor.
Penggunaan LED biasanya berhubungan dengan segala hal yang dilihat oleh manusia, seperti untuk mesin penghitung, jam digital, dan lain-lain.
Universitas Sumatera Utara
42
2.3. Software 8051 Editor, Assembler, Simulator IDE