Dasar elektronika

ELEKTRONIKA DAN SISTEM KOMPUTER

1. Dasar Elektronika 2. Elektronika Digital 3. Sistem Komputer

Kalau kita pernah membuka atau melihat-lihat bagian dalam dari sebuah perangkat elektronik, maka kita akan menjumpai kondisi yang mirip dengan Gambar 3.1 (di bawah ini). Ada papan circuit, kabel-kabel yang saling berhubungan, dan perangkat elektronika lainnya. Perangkat elektronik seperti inilah yang juga menyusun sebuah perangkat komputer. Sehingga, pemahaman tentang elektronika, elektronika digital, dan sistem komputer menjadi penting bagi kita yang ingin berkecimpung dalam dunia rekayasa perangkat lunak.

Label ini akan membahas dua standar kompetensi, yaitu: teknik elektronika dasar dan teknik elektronika digital, terutama yang berhubungan dengan sistem komputer. Ada dua kompetensi dasar pada standar kompetensi teknik elektronika dasar, yaitu: memahami prinsip-prinsip elektronika dasar, dan mengetahui komponen-komponen elektronika dasar. Sedangkan standar kompetensi untuk teknik elektronika digital terdiri dari kompetensi dasar menguasai teknik elektronika digital, dan menguasai teknik elektronika digital untuk komputer.

Konsep dasar elektronika

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi.

Alat-alat yang menggunakan dasar kerja elektronika ini biasanya disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan/piranti elektronik ini: Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube, CRT), radio, TV, perekam kaset, dll.

Seperti disebutkan di atas, elektronika didasarkan pada pengetahuan tentang kelistrikan. Listrik, dapat diartikan sebagai berikut:

• Listrik adalah kondisi dari partikel subatomik tertentu, seperti: elektron dan proton, yang menyebabkan penarikan dan penolakan gaya di antaranya.
• Listrik adalah sumber energi yang disalurkan melalui kabel. Arus listrik timbul karena muatan listrik mengalir dari saluran positif ke saluran negatif.

Ada 2 jenis muatan listrik, yaitu: muatan listrik positif dan negatif. Melalui eksperimen, muatan-sejenis saling menolak, dan muatan-tidak sejenis saling menarik satu sama lain. Besarnya gaya menarik dan menolak ini ditetapkan oleh hukum Coulomb. Hukum Coulomb adalah hukum yang menjelaskan hubungan antara gaya yang timbul antara dua titik muatan, yang terpisahkan pada jarak tertentu, dengan nilai muatan dan jarak pisah dari keduanya. Satuan unit SI dari muatan listrik adalah coulomb, yang memiliki singkatan 'C'. Simbol Q digunakan dalam persamaan untuk mewakili kuantitas listrik atau muatan. Contohnya: -> Q=0,5 C (berarti: kuantitas muatan listrik adalah 0,5 coulomb').

Jika listrik mengalir melalui bahan khusus, misalnya: dari wolfram dan tungsten, maka cahaya pijar akan dipancarkan oleh logam itu. Bahan-bahan seperti itu dipakai dalam bola lampu (bulblamp atau bohlam). Setiap kali listrik mengalir melalui bahan yang mempunyai hambatan, maka ia akan melepaskan panas.

Semakin besar arus listrik, maka panas yang timbul akan semakin panas. Sifat ini dipakai pada elemen setrika, dan kompor listrik.

Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor), dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan listrik dapat dirumuskan sebagai berikut:



Tegangan listrik (kadang disebut sebagai Voltase), adalah perbedaan potensial listrik antara dua titik dalam rangkaian listrik, dan dinyatakan dalam satuan volt. Besaran ini mengukur energi potensial dari sebuah medan listrik yang mengakibatkan adanya aliran listrik dalam sebuah konduktor listrik. Tergantung pada perbedaan potensial listriknya, suatu tegangan listrik dapat dikatakan sebagai ekstra rendah, rendah, tinggi, atau ekstra tinggi.

Arus listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir di setiap satuan waktu. Muatan listrik bisa mengalir melalui kabel atau penghantar listrik lainnya.



Pada zaman dulu, Arus konvensional didefinisikan sebagai aliran muatan positif, sekalipun kita sekarang tahu, bahwa: arus listrik itu dihasilkan dari aliran elektron yang bermuatan negatif ke arah yang sebaliknya. Satuan SI untuk arus listrik adalah ampere (A).

Komponen-momponen elektronika

• Resistor:
  Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.
  
  
  
  
  Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol W (Omega). Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohm-meter.


• Kapasitor:
  Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan 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, atau 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.


• Induktor:
  Induktor adalah komponen yang dapat menyimpan energi magnetik. Energi ini direpresentasikan dengan adanya tegangan emf (electromotive force) jika induktor dialiri listrik.
  
  
  
  
  Fungsi utama dari induktor di dalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya. Salah satu aplikasinya pada rangkaian dc adalah untuk menghasilkan tegangan dc yang konstan terhadap fluktuasi beban arus. Pada aplikasi rangkaian ac, salah satu gunanya adalah bisa untuk meredam perubahan fluktuasi arus yang tidak dinginkan. Akan lebih banyak lagi fungsi dari induktor yang bisa diaplikasikan pada rangkaian filter, tuner, dan sebagainya.