Elektronika Dasar : Komponen Listrik

Listrik adalah salah satu bentuk energi, energi lainnya seperti panas, cahaya, dan gravitasi. Energi listrik hanya bisa mengalir melalui material konduktor (material yang dapat menghantarkan listrik), contohnya kabel. Kita dapat mengubah energi listrik menjadi sesuatu yang bermanfaat, misalnya menghidupkan lampu, menyalakan suara dari speaker. Dari dasar perubahan energi listrik tersebutlah maka terdapat komponen-komponen listrik yang berguna mentuk merubah (besar/ kecil) energi listrik (arus/ tegangan listrik) yang disesuaikan dengan kebutuhan.

Berikut penjelasan komponen-komponen listrik yang termasuk dalam kit Klinik Robot A2 :

1. Lampu LED

Lampu LED (LED = Light Emitting Diode), merupakan lampu yang mengeluarkan cahaya saat dialiri listrik dengan tegangan dan arus tertentu. Terang redup nya cahaya LED bergantung dari besarnya arus listrik yang mengalir pada LED. Kaki lampu LED terdiri dari 2 buah (2pin), dimana ciri-cirinya terdapat kaki yang panjang dan pendek untuk membedakan polaritas / kutub + dan kutub -. Kaki yang panjang biasanya kutub +, sedangkan kaki yang pendek adalah kutub -. LED hanya akan menyala jika koneksi kutub sesuai dengan catu daya yang diberikannya. Lihat tutorial menghidupkan lampu LED.

2. Dioda

Dioda merupakan komponen elektronika untuk menyearahkan arus listrik, sehingga bilamana terjadi arus listrik balik tidak akan tersalurkan pada rangkaian listrik. Dioda memiliki 2 kaki (pin) yaitu Anoda (kutub positif) dan Katoda (kutub negatif). Dioda banyak digunakan pada rangkaian listrik yang memiliki beban kerja besar, seperti motor listrik, relay, kontaktor, power supply, dsbnya. Untuk mencoba melakukan testing dioda kita bisa gunakan multimeter dengan menghubungkan secara paralel, knob multimeter diputar pada test continuity (Continuity Testing).

3. Phototransistor (LDR / Light Dependent Resistor)

Phototransistor merupakan resistor yang mana bekerja berdasarkan besar kecilnya cahaya lingkungan nya. Kita bisa gunakan multimeter secara paralel dengan mengarahkan knob putar pada pengukuran hambatan/ resistor (lihat cara penggunaan multimeter), bandingkan hasil pembacaan hambatan dari multimeter saat phototransistor dikenai cahaya terang dengan saat tidak ada cahaya/ gelap.

4. Resistor (Ohm) memiliki simbol R.

Resistor merupakan komponen elektronika yang pasti dijumpai disemua rangkaian elektronika. Fungsi utama dari resistor adalah menghambat arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan komponen elektronika berikutnya. Selain itu resistor dapat berguna untuk menurunkan tegangan listrik. Terdapat hubungan antara hambatan (R) dengan Arus Listrik (I), dan Tegangan Listrk (V) – dapat dilihat disini. Multimeter juga dapat digunakan untuk mengukur nilai hambatan secara paralel, perhatikan tutorial cara menggunakan multimeter untuk mengukur nilai hambatan. Pada resistor dengan Watt kecil (sampai dengan 2 Watt), nilai resistor dapat ditentukan dengan membaca kode warna yang terdapat pada badan resistor. Perhatikan skema tabel dan contoh perhitungan untuk menentukan nilai resistor dibawah ini :

5. Potensiometer (Resistor Variabel / VR)

Merupakan suatu hambatan/ resistor yang memiliki kemampuan berubah-ubah nilai hambatannya dengan cara memutar knob/ lengan putar. Biasanya digunakan pada pengaturan volume suara, pengaturan kecerahan lampu, pengaturan kecepatan putaran motor, dsbnya. Biasanya terdiri dari 3 kaki, nilai satuan daripada potensiometer sama seperti resistor yaitu Ohm. Besarnya nilai hambatan pada potensiometer sangat mudah kita baca karena tertulis langsung pada bagian badan komponen.

6. Kapasitor (simbol C)

Kapasitor berfungsi menyimpan muatan listrik (energi listrik) untuk sementara waktu, besarnya nilai kapasitor berbanding lurus dengan besar kecilnya fisik dari kapasitor. Ketika tegangan pada rangkaian listrik tinggi, maka kapasitor akan menyimpan sebagian energi yang ada, sedangkan saat tegangan pada rangkaian listrik rendah, maka kapasitor akan melepaskan energi listrik ke rangkaian. Kapasitor berdasarkan jenisnya terbagi dua, yaitu kapasitor elektrorolit (elko) dan kapasitor non-elektrolit. Kapasitor elektrolit memiliki kutub/ polaritas pada kaki pin (pemasangannya tidak bisa terbalik), sedangkan kapasitor non-elektrolit tidak memiliki kutub (sehingga dapat dipasang bolak-balik). Penggunaan kapasitor biasanya dekat dengan sumber tegangan, menghilangkan noise pada modul sensor, dan motor listrik (menghilangkan lompatan arus yang besar).

7. Buzzer / Speaker / Piezoelectric

Buzzer/ speaker adalah komponen elektronika yang mampu merubah energi listrik menjadi energi suara/ bunyi. Besar kecilnya suara/ amplitudo serta jenis suara/ frekuensinya dapat kita atur menggunakan komponen elektronika lainnya. Tutorial penggunaan buzzer dapat dilihat disini. Berikut ini simbol dan bentuk buzzer yang digunakan pada umumnya :

8. DC Motor (Dinamo Listrik)

Motor listrik bekerja merubah energi listrik menjadi energi kinektik (putar). Pada motor listrik sederhana, digunakan magnet permanen dengan kumparan kawat, kecepatan putar motor tergantung dari besarnya arus listrik yang kita gunakan. Kumparan pada motor listrik dapat kita ukur menggunakan multimeter, knob satuannya adalah hambatan/ Ohm. Bilamana suatu motor rusak dapat dipastikan bahwa nilai hambatannya tidak ada/ komparan putus. Terdapat tutorial cara mengukur dan menentukan nilai hambatan pada motor stepper listrik, lihat tutorial berikut ini. Sedangkan cara menghubungkan motor listrik dengan sumber tegangan sebagai berikut.

9. Saklar/ Push Button/ Switch

Saklar berguna untuk membuat hubungan listrik bekerja, kita dapat kendalikan rangkaian listrik hanya dengan cukup menekan saklar. Kita juga dapat memberikan signal listrik sesaat, seperti membunyikan bel, menekan tombol on/ off, memilih menu, memasukkan data/ angka, dsbnya. Berikut ini simbol saklar pada rangkaian listrik :

10. Servo Motor

Motor Servo merupakan dc motor yang digerakkan menggunakan signal digital (PWM/ pulse width modulation), motor servo memiliki perangkat otak didalamnya, sehingga kita dapat memberikan perintah untuk berputar dengan sudut tertentu berdasarkan instruksi. Selain itu motor servo sudah dilengkapi dengan gearbox, sehingga memiliki kekuatan 10x dari dc motor yang sama ukurannya.

Simbol-simbol pada rangkaian listrik

Catudaya/ Sumber Listrik/ Sumber Tegangan/ Vcc/ Baterai (satuan Volt/ V), Sumber tegangan merupakan sumber energi listrik disimpan, dan dapat dialirkan ke rangkaian listrik melalui kabel, jaringan plat, koneksi pada bread board, dsbnya. Pada sumber tegangan yang kita pakai di elektronika adalah sumber tegangan dengan arus searah (direct current/ DC), sehingga sering disebut Tegangan Input/ Vcc/ Tegangan DC. Berikut simbol yang digunakan pada rangkaian listrik :

Ground (0 Volt DC), merupakan potensial netral (yang dihubungkan ke kutub negatif dari sumber tegangan)/ 0 Volt, merupakan pasangan dari kutub positif. Usahakan tidak menghubungkan ground yang sama pada titik yang sama lebih dari 1 kali, karena akan berakibat terjadinya “Ground Loops” / Noise pada rangkaian listrik. Berikut simbol Ground pada rangkaian listrik :

Jalur tidak terhubung, pada rangkaian listrik yang banyak menggunakan kabel (tumpang tindih) kita perlu menggambarkannya dengan cara tidak terhubung, agar kita tidak bingung dalam merangkai komponen listrik dan kabel yang mau dihubungkan. Tanda jalur tidak terhubung dapat dilihat sebagia berikut :

Jalur terhubung, pada rangkaian listrik untuk jalur yang saling-menyilang dan terhubung dapat kita simbolkan dengan bersentuhan sebagai berikut :