SEJARAH ELEKTRONIKA

Elektronika

            Elektronika merupakan 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 disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan (peranti) elektronik ini: Tabung Sinar Katode (Cathode Ray Tube) CRT, radio, TV, perekam kaset, perekam kaset video (VCR), perekam VCD, perekam DVD, kamera video,kamera digital, computer pribadi desk-top, komputer Laptop, PDA (komputer saku), robot, smart card, dll.

A. Sejarah awal

         Sejarah elektronika dimulai dari abad ke-20, dengan melibatkan tiga buah komponen utama yaitu tabung hampa udara (vacuum tube), transistor dan sirkuit terpadu (integrated circuit). Pada tahun 1883, Thomas Alva Edison berhasil menemukan bahwa electron bisa berpindah dari sebuah konduktor ke konduktor lainnya melewati ruang hampa. Penemuan konduksi atau perpindahan ini dikenal dengan nama efek Edison. Pada tahun 1904, John Fleming menerapkan efek Edison ini untuk menemukan dua buah elemen tabung electron yang dikenal dengan nama dioda, dan Lee De Forest mengikutinya pada tahun 1906 dengan tabung tiga elemen, yang disebut trioda. Tabung hampa udara menjadi divais yang dibuat untuk memanipulasi kemungkinan energi listrik sehingga bisa diperkuat dan dikirimkan. 

          Aplikasi tabung elktron pertama diterapkan dalam bidang komunikasi radio. Guglielmo Marconi merintis pengembangan telegraf tanpa kabel(wireless telegraph) pada tahun 1896 dan komunikasi radio jarak jauh pada tahun 1901. Pada tahun 1918, Edwin Armstrong menemukan penerima "super-heterodyne" yang dapat memilih sinyal radio atau stasion dan dapat menerima sinyal jarak jauh. Armstrong juga menemukan modulasi frekuensi FM pita lebar (wide-band) pada tahun 1935; sebelumnya hanya menggunakan AM atau modulasi amplitudo pada rentang tahun 1920 sampai 1935. Bell Laboratories mengeluarkan televisi ke publik pada tahun 1927, dan ini masih merupakan bentuk electromechanical. Ketika sistem elektronik menjadi jaminan kualitas, para insinyur Bell Labs memperkenalkan tabung gambar sinar katoda dan televisi berwarna. Namun Vladimir Zworykin, seorang insinyur di Radio Corporation of America (RCA), dianggap sebagai "bapak televisi" karena penemuannya, tabung gambar dan tabung kamera iconoscope. Pada pertengahan tahun 1950-an, televisi telah melewati radio untuk penggunaan di rumah dan hiburan.

          Setelah perang, tabung elektron digunakan untuk mengembangan komputer pertama, tetapi tabung ini tidak praktis karena ukuran komponen elektroniknya. Pada tahun 1947, transistor ditemukan oleh tim insinyur dari Bell Laboratories. Fungsi transistor seperti tabung hampa udara, tetapi memiliki ukuran yang lebih kecil, lebih ringan, konsumsi daya lebih kecil, dan lebih kuat, dan lebih murah untuk diproduksi dengan adanya kombinasi penghubung metalnya dan bahan semikonductor.

          Konsep sirkuit terintegrasi diusulkan pada tahun 1952 oleh Geoffrey W. A. Dummer, seorang ahli elektronika berkebangsaan Inggris dengan Royal Radar Establishment-nya. Pada tahun 1961, sirkuit terintegrasi menjadi produksi penuh oleh sejumlah perusahaan, dan desain peralatan berubah secara cepat dan dalam beberapa arah yang berbeda untuk mengadaptasi teknologi.

B. Komponen Elektronika

      Komponen elektronika adalah elemen terkecil dalam suatu rangkaian elektronika. Dalam rangkaian elektronika pada umumnya terdiri dari komponen aktif dan komponen pasif. Setiap komponen elektronika dibuat dengan nilai dan fungsi yang berbeda berdasarkan produsen pembuat komponen elektronika tersebut. Setiap komponen elektronika memiliki tipe, nilai dan simbol yang berbeda-beda. Tipe dan nilai yang melekat pada suatu komponen elektronika memberikan arti fungsi dan pabrikan pembuatnya.

 Jenis –Jenis Komponen Elektronika

1. Komponen Elektronika Jenis Umum (Reguler)

        Komponen jenis umum adalah komponen elektronika yang secara fisik memiliki pin atau kaki dengan tujuan cara pemasangannya menggunakan PCB yang berlubang. Yaitu posisi komponen diletakan pada PCB kemudian pin atau kaki komponen pada sisi PCB yang lain untuk disolder pada jalur PCB tersebut. Beberapa komponen elektronika jenis umum dapat dilihat dalam gambar dbawah.

          Komponen elektronika jenis ini pada umumnya digunakan untuk membuat sistem sederhana yang tidak menuntut fisik perangkat yang kecil atau digunakan pada perangkat atau sistem elektronik dengan daya besar.

2. Komponen Elektronika Jenis SMD (Surface Mount Device)

          Komponen elektronika jenis SMD (Surface Mount Device) ini adalah komponen elektronika yang cara pemasangannya langsung ditempel dan disolder dengan PCB pada sisi jalur PCB. Komponen elektronika jenis SMD ini juga dilengkapi pin atau kaki, akan tetapi fisik kaki atau pin komponen jenis SMD ini di desain kecil dengan tujuan untuk dipasang pada permukaan jalur PCB. Pada umumnya komponen elektronika jenis SMD adalah komponen elektronika jenis terbaru seperti pada gambar berikut.

          Komponen elektronika jenis SMD didesain untuk memenuhi tuntutan bentuk fisik perangkat elektronik dengan bentuk fisik yang kecil. Salah satu penerapan komponen elektronika jenis SMD ini dapat dilihat pada perangkat komputer seperti RAM, VGA dan motheboard komputer.

Kemudian berdasarkan fungsi dan cara kerjanya komponen elektronika dibedakan menjadi komponen pasif dan komponen aktif.

>Komponen Elektronika Pasif

          Komponen pasif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya tidak membutuhkan suber tegangan atau sumber arus tersendiri. Komponen pasif pada umumnya digunakan sebagai pembatas arus, pembagi tegangan, tank circuit dan filter pasif. Komponen elektronika yang digolongkan sebagai komponen pasif diantarnya adalah resistor, kapsitor, induktor,saklar dan diode. Berikut adalah definisi dan fungsi secara umum dari komponen pasif tersebut :

a. Resistor

          Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghambat/pembatas arus listrik. Berikut adalah simbol dan salah satu bentuk fisik resistor.

          Dalam aplikasinya resistor dapat dirangkai secara seri dan paralel, pada rangkaian seri maka resistor dapat difungsikan sebagai pembagi tegangan dengan karakteristik nilai resistor akan bertambahsesuai dengan nilai resistor yang dihubung seri tersebut. Kemudian resistor pada konfigurasi paralel resistor berfungsi sebagai pembagi arus dan memiliki karkateristik nilai resistansi menjadi lebih rendah berbanding terbalik dengan jumlah dan nilai resistansi resistor yang diparalel.

b. Kapasitor

          Kapasitor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik sementara. Bentuk fisik salah satu kapasitor dan simbol kapasitor dapat dilihat seperti pada gambar berikut.

          Besar kecilnya muatan listrik yang dapat disimpan olehkapasitor sebanding dengan nilai kapasitas kapasitor tersebut. Selain sebagai penyimpan muatan listrik kapasitor juga dapat digunakan sebagai penghubung atau coupling sinyal atau isyarat AC dalam suatu rangkaian pemroses sinyal.

c. Induktor

          Induktor atau kumparan adalah komponen elektronika yang dibuat dari kawat email yang dibuat sedemikian rupa sehingga memiliki nilai reaktansi. Induktor dapat digunakan untuk menahan arus AC dan melewatkan arus DC. Bentuk dan simbol induktor secara umum dapat dilihat pada gambar berikut.

          Induktor bersama resistor dan kapasitor dapat digunakan sebagaisuatu filter atau tapis dalam rangkaian pemroses sinyal. Induktor dapat banyak di jumpai dalam perangkat elektronika yang bekerja sebagai pemroses sinyal radio.

d. Saklar

          Saklar adalah komponen elektronika yang bekerja sebagai pemutus atau pemilih sinyal secara mekanik. Saklar memiliki dua bagian utama yaitu kontaktor dan tuas saklar.Salah satu bentuk dan simbol saklar dapat dilihat pada gambarberikut.

          Dalam menjalankan tugasnya saklar membutuhkan operator sebagai penggerak tuas. Operator tuas saklar dapat berupa suatu sistem elektro mekanis maupun operator manusia secara manual.

e. Diode

          Diode adalah komponen pasif yang dibuat dari bahan semikonduktor. Dioda berfungsi untukmengalirkan arus listri DC dalam satu arah saja. Dioda dibangun menggunakan dua lempeng bahan semikonduktor tipe P dan tipe N. Simbol dan salah satu bentuk fisik dioda dapat dilihat pada gambar berikut.

          Dioda memiliki 2 kaki yaitu kaki Anoda dan Kaki Katoda, pada prinsipnya dioda akan mengalirkan arus DC dari Anoda ke Katoda. Pada aplikasi lain dioda dapat berfungsi sebagai penyearah gelombang AC.

>Komponen Elektronika Aktif

          Komponen aktif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya membutuhkan sumber tegangan atau sumber arus dari luar. Ada banyak tipe komponen aktif yang digunakan dalam rangkaian atau sitem elektronika. Secara umum komponen aktif dibangun mengunakan bahan semikonduktor yang didesain sedemikian rupa sehingga memiliki fungsi, nilai dan kapasitas sesuai kebutuhan yang diinginkan. Beberapa contoh komponen aktif adalah.

a. Transistor

          Transistor merupakan komponen aktif yang dibangun dari tiga lempeng semikonduktor tipe P dan tipe N. Transistor dapat berfungsi sebagai penguat sinyal dan dapat jugaberfungsi sebagai saklar elektronik. Berikut adalah salah satu contoh dan simbol transistor.

Transistor Bipolar

Transistor Unipolar

          Transistor terdiri dari dua tipe yaitu transisor NPN dan PNP. Kemudian dari dua tipe tersbut transistor dibagi lagi mejadi dua jenis menjadi transistor bipolar dan transistor unipolar. Transistor bipolar memiliki 3 kaki yaitu basis, colektor dan emitor, sedangkan transistor unipolar memiliki tiga kaki yaiut gate , source dan drain.

b. Thyristor

          Thyristor disebut juga dengan SCR ( Silicon Controlled Rectifier) dan banyak digunakan sebagai saklar elektronik. Thyristor sering digunakansebagai saklar elektronik pada rangkaian listrik yang bekerja dengan sumber tegangan AC. Thyristor merupakan pengembangan dari diode dan memiliki 3 kaki yaitu gate, anoda dan kathoda. Berikut adalah salah satu bentuk dan simbol thyristor.

          Thyristor ini akan bekerja atau menghantar arus listrik dari anoda ke katoda jika pada kaki gate diberi arus kearah katoda, karenanya kaki gate harus diberi tegangan positif terhadap katoda.

c. Transducer

          Transducer adalah komponen elektronika yang dapat mengubah besaran fisik menjadi besaran listrik atau sebaliknya mengubah besaran listrik menjadi besaran fisik. Transducer yang berfungsi untuk mengubah besaran fisik menjadi besaran listrik sering disebut sebagai sensor. Kemudian transducer yang berfungsi untuk mengubah besaran listrik menjadi besaran fisik sering digunakan sebagai indikator atau aktuator. Contoh umum transducer sebagai sensor antara lain NTC, PTC, LDR, Phototransistor dan Solarcell. Kemudian contoh transducer yang mengubah besaran listrik menjadi besaran fisik adalah LED, Loud Speaker, Motor Listrik dan Relay.

          Penjelasan dan contoh komponen aktif diatas adalah merupakan sebagian contoh komponen aktif yang ada dan menjadi dasar dari komponen aktif yang lain. Secara lebih detil definisi, fungsi dan prinsip kerja komponen elektronikajenis pasif maupun jenis aktif akan dibahas satu persatu pada artikel lain agar lebih jelas dan luas dalam memahami jenis dan fungsi komponen elektronika.