Dasar-dasar Elektronika Prakarya Kelas 9

Rangkuman Materi Dasar-dasar Elektronika Prakarya SMP Kelas 9 - Memahami wawasan elektronika tentang manfaat, komponen, dan jenis elektronika analog dan digital. Mempelajari sistem pengendali peralatan listrik dan pembuatan rangkaian stop kontak.

Cari di sini :
Materi Pelajaran SMP/MTs dan SMA/SMK Buka
Kumpulan Soal SMP/MTs dan SMA/SMK Buka
Download Buku Pelajaran Buka/Unduh
Download Modul Ajar Buka/Unduh

A. Wawasan Elektronika

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat.

Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fi sika, 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:

HP (HandPhone)
SmartPhone
Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube, CRT),
radio,
TV,
perekam kaset,
perekam kaset video (VCR),
perekam VCD,
perekam DVD,
kamera video,
kamera digital,
komputer pribadi desk-top,
komputer Laptop,
PDA (komputer saku),
robot,
smart card
dan lain-lain.

1. Komponen Elektronika Dasar

Elektronika merupakan suatu cabang teknik atau fi sika yang mengendalikan aliran elektron atau partikel yang bermuatan listrik pada komponen.

Komponen-komponen aktif seperti Transistor, Dioda IC.
Komponen-komponen pasif seperti Resistor, Kapasitor dan Induktor.

2. Jenis dan Manfaat Komponen Elektronika

a. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

Resistor berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan resistor adalah ohm.

Resistor terbagi 2:

Resistor tetap: adalah resistor yang nilai hambatannya relative tetap, biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Nilai hambatannya ditentukan oleh tebal dan panjangnya lintasan karbon.
Resistor variabel atau potensiometer: yaitu resistor yang besar hambatannya dapat diubah-ubah, yang termasuk ke dalam potensiometer.

Kode warna pada resistor menyatakan harga resistansi dan toleransinya.

Semakin kecil harga toleransi suatu resistor adalah semakin baik.

Contoh Resistor dengan 4 gelang dan 5 gelang warna:

b. Kondensator atau kapasitor

Kondensator atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.

Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad dari nama Michael Faraday.

Kondensator juga dikenal sebagai “kapasitor”, namun kata “kondensator” masih dipakai hingga saat ini.

Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C).

Arti kode angka dan huruf pada kapasitor

Fungsi Utama Kapasitor :

Sebagai penyaring (filter) pada rangkaian regulator DC atau power supply untuk meminimalisir tegangan ripple AC yang masih tersisa.
Sebagai pembangkit pulsa (frekuensi) dalam rangkaian oscilator.
Sebagai penggeser phasa.
Sebagai coupling yakni penghubung antara dua buah rangkaian elektronika seperti pada rangkaian penguat (amplifier) yang menghubungkan rangkaian Pre Amp dengan Amplifier.
Sebagai filter dan kopling pada rangkaian power supply, penggeser fasa, pembangkit frekuensi pada rangkaian osilator dan juga dapat digunakan untuk mencegah percikan bunga api yang dapat terjadi pada saklar

Cara Kerja Kapasitor yang pertama adalah mengalirkan elektron menuju kapasitor.

Setelah kapasitor sudah dipenuhi dengan elektron, maka tegangan tersebut akan mengalami perubahan.

Selanjutnya, elektron akan keluar dari kapasitor dan menuju rangkaian elektronika.

Dengan begitu, kapasitor akan dapat membangkitkan reaktif suatu rangkaian.

Simbol-simbol kapasitor:

Simbol kapasitor nonpolar

Simbol kapasitor bipolar

Simbol variabel kondensator

c. Induktor atau reaktor

Induktor adalah komponen listrik yang digunakan sebagai beban induktif, simbol induktor.

d. Transformator atau Trafo

Transformator atau trafo adalah alat yang memindahkan tenaga listrik antar dua rangkaian listrik atau lebih melalui induksi elektromagnetik.

Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektro magnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder.

Fluks bolak - balik ini menginduksikan gaya gerak listrik (ggl) dalam lilitan sekunder.

Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.

Jenis-jenis transformator :

Step up: transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan.
Step down: Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan.
Autotransformator: Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah.
Autotransformator variable: Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa yang sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-sekunder yang berubah-ubah.
Autotransformator isolasi: Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer.
Autotransformator pulsa: Transformator pulsa adalah transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa.
Autotransformator 3 fase: Transformator tiga fase (3-phase) sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (∆).

3. Sifat dan Macam Bahan Penghantar dan Isolator

Bahan-bahan penghantar adalah bahan yang memiliki banyak elektron bebas pada kulit terluar orbit.

Elektron bebas ini akan sangat berpengaruh pada sifat bahan tersebut.

Bahan penghantar memiliki sifat-sifat penting:

Daya hantar listrik
Koefi sien temperature tambahan
Daya hantar panas
Daya tegangan tarik
Timbulnya daya elektro-motoris termo

a. Macam-macam Bahan Penghantar:

Aluminium (AI)

Sifat penting bahan aluminium:

Dapat ditempa dalam keadaan dingin
Tidak tahan terhadap garam dapur atau laut
Warna silver atau perak
Titik didih=18000 C
Rho (ρ) = 0,0278
Alpha (α) = 0,0047

Tembaga (Cu)

Sifat penting logam tembaga:

Dapat disepuh dan berkarat bila terkena CO²
Titik didih = 22360 C – 23400 C
Rho (ρ) = 0,017
Alpha (α) = 0,0043

Seng (Zn)

Sifat penting yang dimiliki oleh bahan logam seng:

Dapat ditempa dalam keadaan dingin
Tidak tahan terhadap garam dan asam garam
Warna putih kebiru-biruan
Titik didih = 9070 C
Rho (ρ) = 0,0043
Alpha (α) = 0,006

Timah (Sn)

Sifat penting yang dimiliki oleh bahan timah:

Warna jernih mengkilap
Titik didih = 2360 C
Warna putih kebiru-biruan
Titik didih = 9070 C
Rho (ρ) = 0,0043
Alpha (α) = 0,12

b. Sifat Bahan Isolator

Bahan yang disebut sebagai bahan isolator adalah bahan dielektrik, ini disebabkan jumlah elektron yang terikat oleh gaya tarik inti sangat kuat.

Elektro-elektronya sulit untuk bergerak atau bahkan tidak sangat sulit berpindah, walaupun telah terkena dorongan dari luar.

Syarat yang menjadi sifat dari bahan Isolator:

Sifat kelistrikan
Sifat mekanis
Sifat termis
Sifat kimia

4. Konsep Elektronika

Konsep elektronika dibagi menjadi 2:

Elektronika analog
Elektronika digital

a. Elektronika Analog

Elektronika analog ialah bidang elektronika dimana sinyal listrik yang terlibat bersifat kontinue, sedangkan komponen yang digunakan umumnya disebut komponen diskrit.

Beda dengan elektronika digital dimana sinyal listrik yang terlibat merupakan sinyal 0V atau 5 V (sinyal digital berlogika 0 atau 1).

Contoh alat dengan konsep elektronika analog:

Jam tangan konvensional
Kamera analog
Alat - alat perkusi
Menghitung dengan tangan, lidi, dan batu
Komputer analog (komputer dengan program yang sangat sederhana)

Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua Parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitudo dan frekuensi.

Gelombang pada sinyal analog yang umumnya terbentuk gelombang sinus memiliki tiga variabel dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.

Amplitudo merupakan ukuran tingi rendahnya tegangan dari sinyal analog

Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam bentuk detik

Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.

Kelebihan teknologi analog:

Tidak mudah dimakan usia
Biaya yang digunakan murah
Hasil yang didapatkan dapat diuji ketepatannya

Kekurangan teknologi analog:

Tidak efesiensi
Lambat pemakaiannya

b. Elektronika Digital

Elektronika digital adalah sistem elektronika yang menggunakan isyarat digital. Elektronika digital adalah representasi dari aljabar boolean dan digunakan di komputer, telpon genggam dan berbagai produk konsumen lainnya.

Dalam sebuah sirkuit digital, sinyal direpresentasikan dengan satu dari dua macam kondisi yaitu 1 (high, active, true,) dan 0 (low, nonactive, false). Atau jika direspresentasikan dalam tegangan 1 dapat berarti tegangan maksimum (umumnya 5 V atau 3 V) dan 0 berarti tegangan minimum (umumnya 0 V, tapi ada pula yang 2,5 V). Hal ini dikarenakan varian dari bahan pembuatnya.

Contoh alat dengan konsep elektronika digital:

Alat music: sampler, squencer, groovebox dan lain-lain.
Kamera digital
Menghitung dengan kalkulator, komputer dan lain-lain.
Modem

Sinyal digital adalah merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang mempunyai besaran 0 dan 1. Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1.

Kelebihan teknologi digital:

Memberikan kemudahan dalam penggunaan
Error selalu dapat dikoreksi
Memproduksi data terbatas

Kekurangan teknologi digital:

Malas berpikir
Tidak tahan lama
Memerlukan sinkronisasi

Download Rangkuman Materi Pelajaran Tingkat SMP dan SMA

Buka/Unduh

B. Sistem Pengendali

1. Peralatan Listrik

Test Pen: alat bantu pengukuran suatu penghantar listrik (kabel atau kawat) memiliki tegangan listrik.
Solder: alat bantu dalam merakit atau membongkar rangkaian elektronika pada rangkaian yang terdapat pada papan pcb.
Penggaris Siku: alat bantu yang digunakan untuk mengukur siku suatu sambungan.
Palu: alat yang digunakan untuk menancapkan paku atau sejenisnya.
Gunting: alat yang digunakan untuk memotong benda seperti kertas, seng, dan sejenisnya.
Ketam: alat yang berfungsi untuk memperhalus permukaan kayu.

2. Pembuatan Rangkaian Stop Kontak

Tahapan Pembuatan Rangkaian Stop Kontak
a. Bahan Pembuatan Rangkaian Stop Kontak
b. Alat Pembuatan Rangkaian Stop Kontak
c. Proses Pembuatan Rangkaian Stop Kontak
Siapkan dos/kardus bekas, potong hingga membentuk persegi panjang 35 cm X 50 cm (sesuai ukuran dos yang dipakai) kemudian buat sketsa rumah menggunakan isolasi untuk membagi ruangan
Potong kabel sepanjang 15 cm yang akan digunakan sebagai kabel pusat arus listrik (gunakan kabel serabut warna merah putih).
Pasang salah satu ujung kabel pada colokan jantan.
Siapkan terminal 4 mata kemudian buka cup / tutupnya mengunakan obeng.
Ujung kabel pusat dikupas 0,5 cm kemudian isi/serabut dibagi dua
Kendurkan baut bagian dalam terminal kemudian pasang ujung kabel ke terminal pusat arus listrik dan kencangkan bautnya.
Pasang ujung kabel yang sudah dipotong tadi pada colokan jantan dan kencangkan bautnya.
Masukkan ujung kabel lewat lubang yang sudah disiapkan di dekat terminal sampai pada lubang pada posisi lampu (stop kontak pertama berada dilubang no.1)
Pasang ujung kabel yang dari saklar ke terminal sambungan kabel.
Pasang lampu Lombok untuk masing-masing stand lampu.

a. Saklar 1 untuk lampu 1 (ruang dapur)
b. Saklar 2 untuk lampu 2 (kamar)
c. Saklar 3 untuk lampu 3 (ruang tamu)
d. Saklar 4 untuk lampu 4 (teras)