Universitas ASA Indonesia
Program Studi: Teknologi Informasi
Mata Kuliah: Internet of Things
SKS: 3 (Tiga)
Dosen Pengampu: Istiqomah Sumadikarta, S.T., M.Kom.
Program Studi: Teknologi Informasi
Mata Kuliah: Internet of Things
SKS: 3 (Tiga)
Dosen Pengampu: Istiqomah Sumadikarta, S.T., M.Kom.
Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.
Pada pertemuan kedua ini, kita akan mempelajari dasar-dasar elektronika, penggunaan alat ukur multimeter, berbagai alat pendukung kerja elektronika, serta prinsip keselamatan dan kesehatan kerja (K3). Pengetahuan ini akan menjadi fondasi penting dalam praktik Internet of Things (IoT) dan perancangan prototipe berbasis mikrokontroler.
Komponen aktif adalah komponen yang memerlukan sumber daya listrik atau tegangan bias agar dapat bekerja. Komponen ini dapat memperkuat, menguatkan, atau mengendalikan aliran listrik dalam rangkaian.
Dioda adalah komponen elektronik yang berfungsi seperti pintu satu arah untuk arus listrik. Artinya, arus hanya boleh lewat dari satu sisi, dan akan ditolak jika datang dari arah sebaliknya.
Dioda punya dua ujung:
Jika arus masuk dari anoda ke katoda, maka dioda akan mengalirkan arus. Tapi kalau arus mencoba masuk dari katoda ke anoda, dioda akan menghalanginya. Sifat ini sangat berguna untuk melindungi rangkaian agar tidak rusak.
Gambar: Bentuk fisik dioda dan simbolnya (sumber: Wikimedia Commons)
Dioda biasa digunakan dalam:
Kamu akan sering bertemu dengan dioda saat membuat proyek sederhana seperti alat sensor, charger, atau rangkaian mikrokontroler. Dioda membantu sistem tetap aman dan stabil.
Transistor adalah salah satu komponen elektronik yang sangat penting. Bisa dibilang, transistor adalah "saklar elektronik" dan "penguat sinyal". Komponen ini digunakan untuk:
Transistor punya tiga kaki utama:
Gambar: Simbol transistor NPN dan PNP (sumber: Wikipedia)
Cara kerjanya sederhana: arus kecil di kaki basis akan mengatur arus lebih besar antara kolektor dan emitor. Itulah mengapa transistor sering disebut "penguat".
Kamu akan menemukan transistor di banyak proyek: rangkaian mikrokontroler, driver motor, modul relay, dan modul sensor.
Intinya, transistor membuat rangkaian elektronik menjadi cerdas, responsif, dan dapat dikendalikan secara otomatis.
Integrated Circuit atau IC adalah komponen elektronik yang berisi banyak komponen kecil seperti transistor, resistor, kapasitor, dan dioda yang dirangkai menjadi satu kesatuan di dalam sebuah chip kecil. IC dikenal juga sebagai βchipβ.
Gambar: Bentuk fisik IC tipe DIP (Dual In-line Package)
IC diciptakan agar rangkaian elektronik bisa menjadi lebih kecil, efisien, dan murah. Jika dulu satu alat elektronik memerlukan puluhan bahkan ratusan komponen, kini semua bisa ditampung dalam satu IC kecil.
IC bekerja seperti βotak kecilβ dalam sistem elektronik. Tergantung jenisnya, IC bisa berfungsi sebagai:
Gambar: Fisik IC 555, simbol, dan skema internal (sumber: wikipedia)
Gambar: Fisik IC LM358, simbol, dan skema internal (sumber: www.edn.com)
Gambar: Fisik IC ATMega328 dan Pinout (sumber: wikimedia)
Di dunia Teknologi Informasi, kamu akan sering berurusan dengan IC dalam bentuk mikrokontroler, driver sensor, dan modul komunikasi (seperti IC WiFi ESP8266 atau Bluetooth HC-05).
IC membuat perangkat menjadi lebih canggih namun tetap ringkas dan hemat energi. Tanpa IC, tidak akan ada komputer, ponsel, atau sistem tertanam seperti Arduino dan Raspberry Pi.
LED adalah singkatan dari Light Emitting Diode. Ini adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya ketika dialiri arus listrik. LED termasuk dalam keluarga dioda, tetapi memiliki kemampuan mengeluarkan cahaya dalam berbagai warna.
LED memiliki dua kaki, yaitu anoda (+) dan katoda (β). LED akan menyala jika arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Apabila arah arus dibalik, LED tidak menyala.
Biasanya LED dirangkai dengan resistor untuk membatasi arus listrik, supaya tidak cepat rusak.
Gambar: Simbol LED pada skema rangkaian elektronika (sumber: wikipedia)
Gambar: Bagian-bagian LED (sumber: wikipedia)
LED banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, di antaranya:
Karena konsumsi dayanya rendah dan umur pakai panjang, LED banyak menggantikan lampu pijar konvensional.
Komponen pasif tidak memerlukan sumber daya tambahan untuk bekerja. Komponen ini tidak dapat menguatkan sinyal, tetapi hanya menyimpan atau membatasi arus listrik.
Resistor tetap adalah jenis resistor yang nilai hambatannya tidak dapat diubah. Resistor ini paling sering digunakan dalam rangkaian elektronika untuk membatasi arus listrik atau membagi tegangan. Nilainya ditentukan oleh kode warna yang tercetak di badannya.
Gambar: Resistor Tetap (Wikimedia Commons)
Resistor variabel atau potensiometer adalah resistor yang nilai resistansinya dapat diubah dengan memutar tuas atau slider. Biasanya digunakan untuk pengaturan volume suara, kecerahan lampu, dan pengaturan lainnya.
Gambar: Potensiometer (Wikimedia Commons)
Trimpot adalah jenis resistor variabel yang disesuaikan hanya sekali atau beberapa kali saja selama kalibrasi rangkaian. Biasanya diputar menggunakan obeng kecil.
Gambar: Trimpot (Wikimedia Commons)
LDR adalah resistor yang nilai resistansinya berubah tergantung intensitas cahaya. Semakin terang cahaya, resistansinya semakin kecil. Biasa digunakan pada rangkaian lampu otomatis.
Gambar: LDR (Wikimedia Commons)
Termistor adalah resistor yang resistansinya berubah karena perubahan suhu. Ada dua jenis utama: NTC (resistansi turun jika suhu naik) dan PTC (resistansi naik jika suhu naik).
Gambar: Termistor NTC dan PTC (Wikimedia Commons)
Gambar: Berbagai Simbol Resistor
Kapasitor adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara. Sederhananya, kapasitor mirip seperti baterai kecil yang bisa mengisi dan melepaskan energi dengan cepat. Kapasitor banyak digunakan dalam rangkaian untuk:
Satuan kapasitor disebut Farad (F), tetapi kebanyakan kapasitor memiliki nilai jauh lebih kecil, seperti mikrofarad (μF), nanofarad (nF), atau pikofarad (pF). Ada banyak jenis kapasitor dengan karakteristik dan fungsi berbeda.
Kapasitor keramik berbentuk kecil seperti cakram pipih dan biasanya dipakai untuk penyaringan sinyal frekuensi tinggi. Nilainya relatif kecil (pF sampai ratusan nF).
Kapasitor elektrolit memiliki kapasitas lebih besar, biasa digunakan pada catu daya (power supply) untuk menyimpan energi dan mengurangi riak tegangan. Kapasitor ini memiliki polaritas (+ dan -) sehingga harus dipasang dengan arah yang benar.
Kapasitor tantalum juga memiliki polaritas dan ukuran yang lebih kecil dibanding elektrolit, tetapi nilai kapasitansinya stabil dan cocok untuk rangkaian dengan tegangan rendah.
Kapasitor film memiliki stabilitas yang baik, toleransi kecil, dan sering dipakai untuk aplikasi audio atau rangkaian presisi.
Kapasitor variabel digunakan untuk penyetelan (tuning) frekuensi dalam rangkaian radio atau komunikasi. Nilainya bisa diubah dengan memutar bagian tertentu.
Gambar: Beberapa jenis kapasitor (Wikimedia Commons)
Induktor adalah komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk menyimpan energi dalam bentuk medan magnet ketika arus listrik mengalir melaluinya. Induktor terbuat dari kumparan kawat (coil) yang dililitkan pada inti tertentu (misalnya ferrite, besi, atau tanpa inti).
Dalam rangkaian elektronika, induktor banyak digunakan untuk:
Satuan induktor disebut Henry (H), tetapi nilai praktisnya biasanya miliHenry (mH) atau mikroHenry (ΞΌH).
Induktor ini hanya berupa kawat yang dililit tanpa inti feromagnetik. Digunakan untuk aplikasi frekuensi tinggi seperti antena, radio, atau rangkaian RF.
Induktor dengan inti ferit berwarna gelap yang meningkatkan induktansi dan memungkinkan ukuran lebih kecil. Banyak dipakai dalam catu daya switching dan filter tegangan.
Memiliki inti berbentuk cincin (toroid). Bentuk ini mengurangi kebocoran medan magnet dan interferensi dengan komponen lain. Digunakan di filter daya dan rangkaian audio.
Choke dirancang khusus untuk menahan arus AC (menghalangi noise) tetapi melewatkan arus DC. Banyak digunakan pada input catu daya untuk penyaringan (filtering).
Induktor variabel memiliki inti ferit yang dapat digeser masuk-keluar untuk mengatur nilai induktansi. Biasanya dipakai pada tuning rangkaian radio frekuensi.
Gambar: Berbagai Jenis Induktor (engineersguidebook.com)
Gambar: Berbagai Simbol Induktor (components101.com)
Transformator (atau sering disingkat trafo) adalah komponen elektromagnetik yang digunakan untuk memindahkan energi listrik antar dua atau lebih rangkaian listrik melalui induksi elektromagnetik. Fungsi utamanya adalah untuk menaikkan (step-up) atau menurunkan (step-down) tegangan AC (arus bolak-balik). Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi: arus listrik yang mengalir pada kumparan primer menciptakan medan magnet, yang kemudian menginduksi tegangan di kumparan sekunder.
Trafo banyak digunakan dalam adaptor daya, power supply, rangkaian audio, dan distribusi tenaga listrik. Komponen ini hanya bekerja pada arus bolak-balik karena memerlukan perubahan fluks magnet.
Transformator step-down digunakan untuk menurunkan tegangan AC. Contohnya adaptor AC 220V ke 12V. Kumparan primer memiliki lilitan lebih banyak dibanding kumparan sekunder.
Transformator step-up dipakai untuk menaikkan tegangan AC. Contoh penggunaannya pada pembangkit listrik dan rangkaian inverter.
Autotransformator hanya memiliki satu kumparan yang berfungsi sebagai primer sekaligus sekunder, dengan titik tap sebagai output tegangan. Biasanya digunakan untuk pengatur tegangan (variac).
Transformator isolasi memiliki jumlah lilitan sama pada primer dan sekunder, sehingga tegangan output sama dengan input. Fungsinya bukan mengubah tegangan, melainkan memutus koneksi langsung secara elektrik demi keamanan atau penghilangan noise.
Digunakan dalam rangkaian audio untuk impedansi matching atau pemisahan sinyal. Trafo audio biasanya berukuran kecil dan memiliki inti ferit atau besi laminasi.
Gambar: Berbagai Jenis Transformator (circuitdigest.com)
Gambar: Simbol Transformator dalam rangkaian elektronik (www.electricaltechnology.org)
PCB (Printed Circuit Board) adalah papan yang digunakan sebagai tempat pemasangan dan penyambungan komponen elektronika. PCB terbuat dari bahan isolator (biasanya fiberglass) dengan jalur tembaga yang dicetak sesuai rancangan rangkaian.
Fungsi utama PCB:
PCB tersedia dalam berbagai jenis:
Gambar: Contoh PCB dengan komponen terpasang (sumber: Wikipedia)
Rangkaian elektronika merupakan rangkaian yang disusun dengan simbol-simbol elektronika dengan merepresentasikan komponen elektronika. Rangkaian di samping merupakan rangkaian flip-flop yang terdiri dari dua bagian driver yang saling mentriger satu sama lain sehingga akan menghasilkan dua kondisi 1 dan 0 secara bergantian dan terus menerus. Pengkondisian 1 dan 0 direfleksikan melalui led indikator.
Gambar: Rangkaian Elektronika Flip Flop (sumber: Wikimedia)
Alat ukur elektronika digunakan untuk memeriksa, mengukur, dan mendiagnosis rangkaian. Berikut beberapa jenisnya:
Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan listrik (potensial listrik) dalam rangkaian.
Amperemeter berfungsi mengukur kuat arus listrik yang mengalir pada suatu titik rangkaian.
Tang ampere (Clamp Meter) digunakan untuk mengukur arus tanpa memutus konduktor, dengan cara menjepit kabel.
Avometer (multimeter analog) adalah alat ukur multifungsi untuk mengukur tegangan, arus, dan hambatan.
Osiloskop menampilkan bentuk gelombang sinyal listrik sehingga kita dapat melihat variasi tegangan terhadap waktu.
Selain alat ukur utama, pekerjaan elektronika sering memerlukan alat pendukung lain, seperti:
Penerapan K3 (Keselamatan dan Kesehatan Kerja) sangat penting dalam setiap aktivitas perakitan, pengujian, dan perbaikan rangkaian elektronika. Tujuannya adalah untuk mencegah kecelakaan kerja, kerusakan komponen, maupun gangguan kesehatan. Berikut beberapa langkah K3 yang perlu diperhatikan:
Pemahaman konsep dasar elektronika, pengoperasian multimeter, dan penerapan prinsip K3 adalah landasan penting untuk mendukung keberhasilan praktik sistem berbasis IoT dan mikrokontroler.