Memahami Dasar Dasar Elektronika sederhana: KD 12 TDO

Memahami dasar dasar elektronika sederhana - Setelah mempelajari materi tentang dasar elektronika otomotif, peserta didik mampu memahami dan membuat rangkaian elektronika sederhana serta dapat mendemonstrasikan rangkaian tersebut.

Penggunaan teknologi yang terkini pada unit-unit alat berat memang sudah sepantasnya karena disesuaikan dengan permintaan pemenuhan kebutuhan, dimana unit alat berat harus memilki performa yang baik, berdaya guna fisik baik, efektif, efisien dan ramah lingkungan.

Sudah barang tentu diikuti dengan penggunaan teknologi yang canggih, dan penggunaan teknologi yang canggih mendorong inovasi dibidang elektronika. Ini yang mendasari bahwa seorang mekanik alat berat juga harus mampu menguasai dasar dasar elektronika dengan baik. Baik alat akur elektronik ataupun elektronik pada sistem sistem yang digunakan unit alat berat.

Pengertian Dasar Elektronika

Perkembangan bidang elektronika semakin pesat khususnya pada dunia otomotif, komponen komponen otomotif yang banyak digerakan secara elektronik menunjukan bahwa elektronika pada dunia otomotif sangat diperlukan.

Misalnya penggunaan sistem common rail pada unit-unit alat berat yang sekarang sudah menjadi sebuah kebutuhan dimana untuk mentransfer bahan bakar khususnya yang berbahan bakar solar yang pada awalnya menggunakan injection pump tipe distributor, tipe inline dan lainnya sekarang hampir semua unit alat berat menggunakan sistem common rail.

Yaitu pengaturan penyemprotan bahan bakar diatur oleh ECU (electronic control unit) atau ECM (electronic control module) untuk mendapatkan tekanan yang tinggi dan pengabutan yang merata. Pada bab ini kita tidak membahas ECU atau ECM tetapi kita akan membahas yang paling mendasar dari sistem tersebut, yaitu pemanfaatan prinsip-prinsip kemagnetan yang dikombinasikan dengan sistem komputerisasi.

Prinsip-prinsip kemagnetan banyak sekali digunakan pada unit-unit alat berat untuk melakukan proses kerjanya. Baik yang menggunakan magnet permanen ataupun yang menggunakan magnet buatan atau electromagnet. Misalnya pada motor stater yang digunakan adalah prinsip kemagnetan, seorang mekanik tidak akan dapat memperbaiki motor stater jika tidak memahami prinsip-prinsip kemagnetan. Itulah rangkaian dasar elektronika sederhana yang sering dijumpai di bidang otomotif.

Sifat-sifat magnet

Pada ujung unjung sebuah magnet memilki kutub-kutub, yaitu kutub utara yang disingkat dengan huruf N dan kutub selatan yang disingkat dengan huruf S.
Jika dua kutub pada magnet didekatkan, maka kutub-kutub yang sama akan saling tolak menolak dan kutub yang tidak sama akan saling Tarik-menarik.
Kemagnetan yang terkuat adalah pada ujung-ujungnya
Magnet mempunyai garis-garis gaya magnet. Dimana jika di dalam magnet itu sendiri garis gayanya mengarah dari kutub selatan ke kutub utara dan di luar magnet garis gayanya mengarah dari kutub utara ke kutub selatan.

Elektromagnet

Elektromagnet adalah medan magnet yang ditimbulkan oleh adanya aliran listrik pada sebuah konduktor. Prinsip electromagnet banyak sekali digunakan pada sistem -sistem kerja pada alat berat khususnya dan pada ototmotif pada umumnya contonya pada motor stater, alternator dan lainnya. Magnet yang dihasilkan dengan electromagnet memiliki beberapa karakteristik atau sifat-sifat electromagnet diantaranya yaitu:

Bila sebuah konduktor dialiri arus listrik, maka disekeliling konduktor akan timbul medan magnet, dimana arah medan magnet dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan. Yaitu ibu jari adalah menunjukan arah arus dan jari yang lain menunjukan arah medan magnet.
Arah medan magnet yang timbul tergantung pada arah arus yang melewati konduktor tersebut. Jadi kutub-kutub pada medan magnet dapat kita sesuaikan dengan cara merubah arah arusnya sesuai dengan kaidah tangan kanan.
Semakin besar arus yang mengalir pada sebuah konduktor, maka akan semakin besar juga medan magnet yang timbul pada konduktor tersebut. Maksudnya adalah jika kita ingin memperbesar medan magnet, kita dapat melakukanyadengan cara memperbesar arus yang mengalirnya.
bila gulungan/ coil dialiri arus listrik, maka pada gulungan/ coil akan timbul medan magnet
Jika arah gulungan/ coil atau arah arus listrik berubah, maka arah medan magnet yang timbul juga berubah. Jadi jika kita akan merubah kutub magnet atau mengarahkan kutub magnet tertentu pada komponen tertentu, maka kita tidak harus merubah posisi fisik dari konduktornya tetapi cukup dengan merubah arah gulungan atau arah arusnya.
Untuk memperbesar medan magnet dapat dillakukan dengan cara memperbesar arus yang mengalir, menambah inti besi ke dalam gulungan/ coil, atau dengan menambah jumlah gulungan. Ini adalah keuntungan jika kita menggunakan electromagnet, kita dapat memperbesar atau memperkecil medan magnet sesuai dengan kebutuhan yang ada.
Induksi magnet/ self induction dimana ketika pada sebuah lilitan dihubungankan dengan baterei, maka arus akan mengalir dan pada lilitan akan timbul garisgaris gaya magnet, dan jika switch dibuka atau arus diputus dengan tiba-tiba, medan magnet akan turun tiba-tiba yang menyebabkan berbaliknya gaya gerak listrik, gaya gerak listrik yang berbalik akan mengakibatkan aliran arus pada lilitan dicegah agar tidak turun (tetap ada) kejadian ini yang disebut dengan induksi diiri, prinsipnya dipakai pada coil pada sistem pengapian kendaraan yang menggunakan busi.
Transformer, jika pada primeri coil dihubungkan seri dengan baterei dan switch, maka ketika switch digerakan On dan Off lampu akan menyala. Akan tetapi jika primeri coil dihubungkan dengan sumber arus AC lampu akan menyala, hal ini di sebabkan perubahan arus bolak-balik berubah secara periodik dengan frekuensi yang sama. Ini yang merupakan prinsip dasar dari transformer

Rangkaian Transformer

Dimana jika kita lihat perbandingan antara arus dan tegangan pada primeri coil dan secondary coil adalah sebagai berikut:

Dari prinsip-prinsip atau sifat sifat electromagnet tersebut dimanfaatkan untuk merubah energi listrik menjadi energi mekanik atau energi gerak. Yang banyak digunakan untuk kerja komponen-komponen pada engine atau lainnya diantaranya adalah

1. Prinsip Motor Listrik

Jika sebuah konduktor berada diantara kutub utara dan selatan dan konduktor yang berujung di C1 dan C2 (setengah cincin tembaga yang disebut comutator), dan dihubungkan dengan dua buah brush B1 dan B2 dengan komutator yang memungkinkan arus mengalir ke konduktor, dan bagian yang berputar disebut dengan armature.

Konduktor yang terletak di dekat kutub S akan bergerak ke kanan dan konduktor yang terletak didekat kutub N akan bergerak ke kiri dan gabungan dari gerak tersebut akan memutarkan armature searah jarum jam atau sesaui aturan kaidah hukum fleming (aturan tangan kiri) bila arus pada konduktor tersebut dibalik, maka putaran armature tersebut juga akan berbalik.

Kaidah tangan kiri fleming yaitu bila sebuah konduktor di letakan diantara kutub N dan kutub S dari magnet tapal kuda dan konduktor dialiri arus, maka konduktor akan terlempar keluar dari kutub-kutub magnet tersebut. Seperti terlihat pada gambar berikut

5 Kaidah tangan kiri fleming

Dimana jari telunjuk sebagai simbol arah medan magnet, jari tengah sebagai simbol arah arus yang mengalir pada konduktor, dan ibu jari sebagai simbol arah gaya magnet pada konduktor.

2. Prinsip Kerja Alternator

prinsip kerja pada alternator berkebalikan dengan prinsip generator, dimana pada alternator adalah jika konduktor digerak-gerakan memotong garis gaya magnet, maka pada konduktor akan mengalir arus listrik. Sesuai dengan prinsip hokum faraday bilamana sebuah konduktor digerakan di dalam medan magnet, maka akan timbul arus induksi pada konduktor tersebut.

6 Konduktor dalam medan magnet

Pada sebuah generator memiliki prinsip kerja merubah garis-garis gaya magnet yang memotong coil menjadi tenaga listrik. Oleh karena itu, sedikit berbeda antara generator dan alternator yaitu Pada Generator membangkitkan arus dengan cara memutarkan kumparan di dalam medan magnet, sedangkan pada alternator membangkitkan arus dengan cara memutarkan magnet disekitar kumparan.

Simbol-simbol elektronika

Untuk memahami sebuah rangkaian elektronika kita harus memahami simbol-simbol yang digunakan untuk menjadikan sebuah sistem bekerja sesuai dengan gambar rangkaian yang dibuat. Pada sebuah peralatan elektronika itu terdiri dari komponen-komponen elektronika yang digabungkan menjadi satu membentuk sebuah rangkaian kerja, dan masing–masing komponen memilki fungsi yang berbeda-beda tetapi mempunyai tujuan yang sama yaitu berjalanya rangkaian dengan hasil yang diharapkan. Beberapa simbol-simbol elektronika yang sering digunakan pada sebuah rangkaian elektronik:

1. Resistor

GBR.7 Resistor

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan atau mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Atau disebut juga dengan hambatan yang memilki satuan ohm (Ω). Nilai resistor diwakili dengan kode warna yang terdapat pada bodi resistor. Nilai dari masing-masing warna ditunjukan pada tabel berikut:

Tabel 12. 1 Tabel Warna Resistor

Kode warna	Angka- 1	Angka- 2	Faktor Pengali	Toleransi
Hitam	0	0	10°	–
Coklat	1	1	10¹	± 1%
Merah	2	2	10²	± 2%
Oranye	3	3	10³	–
Kuning	4	4	10⁴	–
Hijau	5	5	10⁵	–
Biru	6	6	10⁶	–
Ungu	7	7	10⁷	–
Abu-abu	8	8	10⁸	–
Putih	9	9	10⁹	–
Emas	–	–	0.1	± 5%
Perak	–	–	0.01	± 10%
Tak Berwarna	–	–	–	± 20%

Pada resistor ada yang menggunakan 4 cincin warna dan ada yang menggunakan 5 cincin warna, baik yang menggunakan 4 ataupun yang menggunakan 5 cincin warna cara penghitunganya sama.

2. Kapasitor

Gbr.8 Kapasitor

Kapasitor atau kondensator adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam sementara waktu. Memilki satuan mikro farad (μF) atau farad (F).

3. Coil/ Kumparan

GBR.9 Kumparan

Komponen elektronika ini disebut juga dengan inductor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi sebagai pengatur frekuensi, filter dan penyambung. Satuan induktansi untuk inductor adalah mili henry (mH) atau henry (H)

4. Dioda/ diode

Gbr.10 Dioda

Dioda adalah komponen elektronika aktif yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

5. Transistor

Gbr.11 transistor

Transistor adalah komponen elektronika aktif yang fungsinya banyak, salah satunya adalah sebagai penguat sinyal dan saklar elektronik. Dalam dunia elektronik sekarang ini transistor memegang peranan yang sangat penting untuk modifikasi rangkaian elektronik.

6. IC/ integrated circuit

Gbr.12 IC/ integrated circuit

IC adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari gabungan ratusan transistor bahkan ribuan transistor yang dikemas dengan bentuk yang kecil tergantung pada fungsi dan jenis IC-nya.

7. Saklar/ Switch

Gbr.13 Saklar/ Switch

Saklar atau switch adalah komponen yang berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik. Gabungan dari beberapa komponen elektronika, baik itu komponen pasif ataupun komponen aktif yang telah membentuk suatu sistem pemroses sinyal disebut dengan rangkaian elektronika, baik nanti berupa rangkaian elektronika dasar, atau rangkaian elektronika bertingkat maupun rangkaian elektronika kompleks.

Kesimpulan

Sifat-sifat magnet: pada ujung ujung magnet mempunyai kutub-kutub, dan jika dua kutub yang sama di dekatkan, maka akan saling tolak-menolak dan jika dua kutub yang berbeda didekatkan akan saling tarik-menarik dan kemagnetan terkuat adalah pada ujung-ujungnya dan magnet mempunyai garis-garis gaya magnet.
Elektromagnet adalah medan magnet yang ditimbulkan oleh adanya aliran listrik pada sebuah konduktor.
Sifat-sifat electromagnet jika pada sebuah konduktor dialiri arus listrik, maka disekeliling konduktor akan timbul medan magnet, dan arah medan magnet yang timbul tergantung pada arah arus yang melewati konduktur tersebut, semakin besar arus yang mengalir, maka akan semakin besar pula medan magnet yang terjadi, dan jika pada gulungan/ coil dialiri arus listrik, maka pada gulungan akan timbul medan magnet,
Prinsip generator dan alternator: Pada generator adalah membangkitkan arus dengan cara memutarkan kumparan di dalam medan magnet sedang pada alternator adalah membangkitkan arus dengan cara memutarkan magnet di dalam kumparan.
Simbol-simbol pada komponen elektronika meliputi Risistor, kapasitor, kumparan/ coil, diode, transistor dan sebagainya.

Terimakasih sudah membaca materi memahami dasar dasar elektronika sederhana otomotif kali ini. Boleh dishare, mungkin banyak yang sedang mencarinya.