pengenalan komponen variabel elektronika

MODUL 4
PENGENALAN KOMPONEN VARIABEL ELEKTRONIKA
I.
TUJUAN
Tujuan dari praktikum modul ini yaitu:
1. Mengetahui komponen-komponen variabel elektronika
2. Dapat memahami prinsip kerja dari komponen-komponen variabel elektronika
3. Dapat merangkai komponen variabel elektronika pada proto board
4. Dapat melakukan pengukuran komponen variabel elektronika dalam rangkaian
menggunakan LCR Meter
II.
Alat dan Bahan:
1. Project Board
2. Potensiometer Linier 10k
3. Potensiometer B50K GESER
4. Trimpot 50k (503)
5. Thermistor Ptc 16p
6. 20k Ohm Ntc-Mf52at Thermistor Thermal Resistor 203
7. LDR Sensor Cahaya 5528
8. Kabel jumper
9. Osciloscope
10. LCR Meter
III.
LCR Meter
LCR meter adalah bagian dari peralatan tes elektronik yang digunakan untuk mengukur
inductance (L), capacitance (C), dan resistance (R) dari komponen. Dalam versi
sederhana dari nilai-nilai alat ini sebenarnya dari kuantitas ini tidak diukur, melainkan
dengan impedansi yang diukur secara internal dan dikonversi untuk ditampilkan
dengan kapasitansi yang sesuai atau nilai induktansi. Bacaan akan cukup akurat jika
kapasitor atau induktor perangkat yang diuji tidak memiliki komponen resistif
signifikan impedansi. Desain yang lebih canggih mengukur induktansi atau
kapasitansi, dan juga resistansi seri setara kapasitor dan faktor Q komponen induktif.
Biasanya perangkat yang diuji disambungkan ke sumber tegangan AC. Meteran
mengukur tegangan dan menemukan arus melalui DUT. Dari rasio tersebut meteran
dapat menentukan besarnya impedansi. Meteran LCR juga dapat digunakan untuk
menilai variasi induktansi sehubungan dengan posisi rotor dalam mesin magnet
permanen (namun harus berhati-hati karena beberapa meter LCR bisa rusak oleh
dihasilkan EMF yang dihasilkan dengan memutar rotor di mesin magnet permanen).
Pegangan LCR meter biasanya memiliki uji frekuensi dari 100 Hz, 120 Hz, 1kHz,
10kHz, dan 100kHz untuk akhir meter atas. Resolusi layar dan pengukuran kemampuan
jangkauan biasanya akan berubah dengan uji frekuensi.
Benchtop LCR meter biasanya memiliki uji frekuensi lebih dari 100 kHz. Mereka
kemungkinan sering termasuk untuk menempatkan di tegangan atau arus DC pada
pengukuran sinyal AC. End meter yang lebih rendah menawarkan kemungkinan untuk
memasok tegangan DC eksternal ini atau arus sementara perangkat akhir yang lebih
tinggi dapat memasok mereka secara internal. Pada waktunya benchtop meter
memungkinkan penggunaan perlengkapan khusus untuk mengukur komponen SMD,
kumparan inti udara atau transformer.
Bridge Circuits
Induktansi, kapasitansi, perlawanan, dan faktor disipasi juga dapat diukur oleh berbagai
bridge circuits. Mereka melibatkan menyesuaikan variabel elemen dikalibrasi hingga
sinyal pada detektor menjadi nol, daripada mengukur impedansi dan sudut fase.
Awal jembatan LCR komersial menggunakan berbagai teknik yang melibatkan
pencocokan atau “nulling” dari dua sinyal yang berasal dari satu sumber. Sinyal
pertama dihasilkan dengan menerapkan tes sinyal untuk diketahui dan sinyal kedua
yang dihasilkan dengan memanfaatkan kombinasi dikenal dengan nilai standar R dan
C. Sinyal itu disimpulkan melalui detektor (biasanya meter panel dengan atau tanpa
beberapa tingkat amplifikasi). Ketika arus nol tercatat dengan mengubah nilai standar
dan mencari “null” di panel meter, dapat diasumsikan bahwa besarnya arus yang
melalui diketahui adalah sama dengan yang standar dan bahwa fase persis sebaliknya
(180 derajat terpisah). Kombinasi standar yang dipilih bisa diatur untuk membaca C
dan DF langsung yang merupakan nilai yang tepat dari standar yang tidak diketahui.
IV.
KOMPONEN-KOMPONEN VARIABEL ELEKTRONIKA
Komponen dasar elektronika terdiri dari komponen aktif dan komponen pasif.
Komponen aktif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya
memerlukan sumber arus atau sumber tegangan tersendiri, contohnya transistor dan
dioda. Sedangkan komponen pasif, merupakan komponen yang dapat bekerja tanpa
adanya catuan daya, contohnya resistor, kapasitor, dan induktor.
4.1 Variabel Resistor
Variable Resistor adalah jenis Resistor yang nilai resistansinya tidak tetap
(variabel) dan bisa diubah selama pemakaian sesuai kebutuhan. Perubahan nilai ini
dapat dilakukan dengan memutar atau menggeser tuas yang terdapat pada komponen.
Pada umumnya Variable Resistor terbagi menjadi Potensiometer, Rheostat dan
Trimpot.
A. Potensiometer
Potensiometer merupakan jenis Variabel Resistor yang nilai resistansinya dapat
berubah-ubah dengan cara memutar porosnya melalui sebuah Tuas yang terdapat pada
Potensiometer. Nilai Resistansi Potensiometer biasanya tertulis di badan Potensiometer
dalam bentuk kode angka.
Potensiometer dapat dikelompokkan dalam tiga kelompok utama, bergantung pada
bahan resistif yang dipergunakan, yaitu:

Karbon senyawaan, yaitu karbon yang dituang dan berbentuk jalur padat, atau
lapisan karbon ditambah zat pengisi, dituang pada suatu substrat atau dasar.

Gulungan kawat nikhrom, atau kawat resistansi lainnya yang digulung pada
sebuah bentuk isolasi, dan biasanya berbentuk pipa kecil.

Cermet suatu lapisan film tebal pada sebuah substrat atau dasar keramik.
Konstruksi Dasar Potensiometer
Pada umumnya persyaratan potensiometer berada dalam tiga kategori yaitu :
● Preset atau trimmer (gambar 2.a)
● Kontrol kegunaan umum (gambar 2.b)
● Kontrol presisi
(c)
(a)
(b)
Kategori Persyaratan Potensiometer
Prinsip Kerja (Cara Kerja) Potensiometer
Sebuah Potensiometer (POT) terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk
jalur (track) dengan terminal di kedua ujungnya. Sedangkan terminal lainnya (biasanya
berada di tengah) adalah Penyapu (Wiper) yang dipergunakan untuk menentukan
pergerakan pada jalur elemen resistif (Resistive). Pergerakan Penyapu (Wiper) pada
Jalur Elemen Resistif inilah yang mengatur naik-turunnya Nilai Resistansi sebuah
Potensiometer. Elemen Resistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan
campuran Metal (logam) dan Keramik ataupun Bahan Karbon (Carbon).
Fungsi-fungsi Potensiometer
Dengan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan, Potensiometer
sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika dengan fungsi-fungsi
sebagai berikut :
o
Sebagai pengatur Volume pada berbagai peralatan Audio/Video seperti
Amplifier, Tape Mobil, DVD Player.
o
Sebagai Pengatur Tegangan pada Rangkaian Power Supply
o
Sebagai Pembagi Tegangan
o
Aplikasi Switch TRIAC
o
Digunakan sebagai Joystick pada Tranduser
o
Sebagai Pengendali Level Sinyal
Jenis potensiometer:
1. Secara manual potensiometer dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu potensiometer dengan
gerakan berputar (potensiometer putar) dan potensiometer linier.

Potensiometer putar adalah jenis potensiometer yang paling umum dimana wiper
bergerak dengan jalan melingkar (memutar).

Potensiometer linier adalah jenis potensiometer dimana wiper bergerak pada
sepanjangjalur linier. Potensio linier juga dikenal sebagai slider, pot slide, atau fader.

Preset Resistor atau sering juga disebut dengan Trimpot (Trimmer Potensiometer)
adalah jenis Variable Resistor yang berfungsi seperti Potensiometer tetapi memiliki
ukuran yang lebih kecil dan tidak memiliki Tuas. Untuk mengatur nilai resistansinya,
dibutuhkan alat bantu seperti Obeng kecil untuk dapat memutar porosnya.
2. Potensiometer digital adalah potensiometer yang dikontrol secara elektronik. Dalam
kebanyakan kasus mereka ada dari berbagai komponen resistif kecil secara seri. Setiap elemen
resistif dilengkapi dengan saklar yang dapat berfungsi sebagai tap-off point atau posisi wiper
sebenarnya.
B. Rheostat
Rheostat merupakan jenis Variable Resistor yang dapat beroperasi pada Tegangan
dan Arus yang tinggi. Rheostat terbuat dari lilitan kawat resistif dan pengaturan Nilai
Resistansi dilakukan dengan penyapu yang bergerak pada bagian atas Toroid.
Untuk membuat Rheostat, lilitan kawat resistif yang terbuat dari nikrom
(Nikel+krom) di sekitar inti yang terbuat dari keramik dan disusun dalam suatu
pelindung. Sebuah pita metal melilit elemen resistor dan dapat digunakan sebagai
Potensiometer maupun Rheostat.
Variabel resistor putar tersedia dalam kisaran 1 ohm sampai 150 ohm. Rating daya yang
tersedia dari resistor ini adalah 3 sampai 200 Watts. Sedangkan yang paling sering
digunakan menurut power rating adalah antara 5 sampai 50 Watt.
Konstruksi Rheostat putar
Perbedaan Potensiometer dengan Rheostat:
Pada dasarnya, tidak ada perbedaan antara Potentiometer dan rheostat. Keduanya
variabel resistor. Perbedaan utama adalah penggunaan dan sirkuit operasi.
Sebagai contoh, jika kita menghubungkan rangkaian antara terminal resistor
elemen sebagai resistor variabel untuk mengontrol arus, maka itu adalah Reostat.
Di sisi lain, jika kita melakukan hal yang sama seperti yang disebutkan di atas untuk
mengontrol tingkat tegangan, maka resistor variabel ini akan disebut potensiometer.
Kegagalan-Kegagalan Pada Resistor Variable
Kecepatan kegagalannya lebih tinggi dari pada jenis resistor tetap, untuk
potensiometer mempunyai kecepatan kegagalan kira-kira 3 x 10-6 perjam sudah umum,
tetapi angka-angka itu berubah bergantung pada metode yang digunakan oleh pabriknya.
Kerusakan yang terjadi pada sebuah potensiometer bisa sebagian atau total.
a. Kerusakan sebagian :
● Kenaikan resistansi kontak menimbulkan kenaikan noise kelistrikan.
● Kontak yang terputus-putus, ini dapat disebabkan oleh partikel-partikel debu, minyak
gemuk (pelumas) atau bahan-bahan ampelas yang terkumpul antara kontak geser dan jalur.
Gangguan tadi dapat dihilangkan dengan bahan pembersih seperti contact cleaner.
b. Kerusakan total :
● Merupakan sirkit terbuka dian tara jalur dan sambungan ujung-ujungnya atau antara
kontak geser dan jalur. Hal ini dapat disebabkan oleh perkaratan bagian-bagian logam
karena kelembaban, atau pembengkakan logam-logam / plastik yang terjadi saat penuangan
jalur yang menggunakan temperatur tinggi.
4.2 Thermistor
Thermistor adalah salah satu jenis Resistor yang nilai resistansi atau nilai hambatannya
dipengaruhi oleh Suhu (Temperature). Thermistor merupakan singkatan dari “Thermal
Resistor” yang artinya adalah Tahanan (Resistor) yang berkaitan dengan Panas (Thermal).
Thermistor terdiri dari 2 jenis, yaitu Thermistor NTC (Negative Temperature Coefficient)
dan Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient).
Komponen Elektronika yang peka dengan suhu ini pertama kali ditemukan oleh seorang
ilmuwan inggris yang bernama Michael Faraday pada 1833. Thermistor yang
ditemukannya tersebut merupakan Thermistor jenis NTC (Negative Temperature
Coefficient). Michael Faraday menemukan adanya penurunan Resistansi (hambatan) yang
signifikan pada bahan Silver Sulfide ketika suhu dinaikkan. Namun Thermitor komersil
pertama yang dapat diproduksi secara massal adalah Thermistor ditemukan oleh Samuel
Ruben pada tahun 1930. Samuel Ruben adalah seorang ilmuwan yang berasal dari Amerika
Serikat.
Seperti namanya, Nilai Resistansi Thermistor NTC akan turun jika suhu di sekitar
Thermistor NTC tersebut tinggi (berbanding terbalik / Negatif). Sedangkan untuk
Thermistor PTC, semakin tinggi suhu disekitarnya, semakin tinggi pula nilai resistansinya
(berbanding lurus / Positif).
Berikut ini adalah Simbol dan Gambar Komponen Thermistor PTC dan NTC :
Pada umumnya Thermistor NTC dan Thermistor PTC adalah Komponen Elektronika yang
berfungsi sebagai sensor pada rangkaian Elektronika yang berhubungan dengan Suhu
(Temperature). Suhu operasional Thermistor berbeda-beda tergantung pada Produsen
Thermistor itu sendiri, tetapi pada umumnya berkisar diantara -90°C sampai 130°C.
Beberapa aplikasi Thermistor NTC dan PTC di kehidupan kita sehari-hari antara lain
sebagai pendeteksi Kebakaran, Sensor suhu di Engine (Mesin) mobil, Sensor untuk
memonitor suhu Battery Pack (Kamera, Handphone, Laptop) saat Charging, Sensor untuk
memantau suhu Inkubator, Sensor suhu untuk Kulkas, sensor suhu pada Komputer dan lain
sebagainya.
Thermistor NTC atau Thermistor PTC merupakan komponen Elektronika yang
digolongkan sebagai Komponen Transduser, yaitu komponen ataupun perangkat yang
dapat mengubah suatu energi ke energi lainnya. Dalam hal ini, Thermistor merupakan
komponen yang dapat mengubah energi panas (suhu) menjadi hambatan listrik. Thermistor
juga tergolong dalam kelompok Sensor Suhu.
4.3 LDR (Light Dependent Resistor)
Light Dependent Resistor atau disingkat dengan LDR adalah jenis Resistor yang nilai
hambatan atau nilai resistansinya tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya.
Nilai Hambatan LDR akan menurun pada saat cahaya terang dan nilai Hambatannya akan
menjadi tinggi jika dalam kondisi gelap. Dengan kata lain, fungsi LDR (Light Dependent
Resistor) adalah untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas
cahaya (Kondisi Terang) dan menghambat arus listrik dalam kondisi gelap.
Naik turunnya nilai Hambatan akan sebanding dengan jumlah cahaya yang diterimanya.
Pada umumnya, Nilai Hambatan LDR akan mencapai 200 Kilo Ohm (kΩ) pada kondisi
gelap dan menurun menjadi 500 Ohm (Ω) pada Kondisi Cahaya Terang.
LDR (Light Dependent Resistor) yang merupakan Komponen Elektronika peka cahaya ini
sering digunakan atau diaplikasikan dalam Rangkaian Elektronika sebagai sensor pada
Lampu Penerang Jalan, Lampu Kamar Tidur, Rangkaian Anti Maling, Shutter Kamera,
Alarm dan lain sebagainya.
Bentuk dan Simbol LDR:
Alat Ukur yang digunakan untuk mengukur nilai hambatan LDR adalah LCR meter dengan
fungsi pengukuran Ohm (Ω). Agar Pengukuran LDR akurat, kita perlu membuat 2 kondisi
pencahayaan yaitu pengukuran pada saat kondisi gelap dan kondisi terang. Dengan
demikian kita dapat mengetahui apakah Komponen LDR tersebut masih dapat berfungsi
dengan baik atau tidak.
V.
LANGKAH PRAKTIKUM
1. Potensiometer
a. Untuk mengetahui Nilai Resistansi Maksimum Potensiometer
1. Aturlah posisi Saklar LCR meter pada posisi Ohm (Ω)
2. Hubungkan Probe LCR meter pada kaki Terminal yang pertama (1) dan
Terminal ketiga (3).
3. Perhatikan nilai Resistansi Potensiometer pada Display LCR meter, nilai yang
tampil adalah nilai maksimum dari Potensiometer yang sedang kita ukur ini.
b. Untuk mengetahui perubahan Nilai Resistansi Potensiometer
1. Aturlah posisi Saklar LCR meter pada posisi Ohm (Ω)
2. Hubungkan Probe LCR meter pada kaki Terminal yang pertama (1) dan
Terminal kedua (2).
3. Putarlah Shaft atau Tuas pada Potensiometer searah jarum jam,
4. Perhatikan Nilai Resistansi pada Display LCR meter, Nilai Resistansi and naik
seiring dengan pergerakan Shaft (Tuas) Potensiometer tersebut. Sebaliknya,
Jika Shaft (Tuas) Potensiometer diputar berlawanan arah jarum jam, Nilai
Resistansi akan menurun seiring dengan pergerakan Shaft (Tuas) Potensiometer
tersebut.
5. Pindahkan Probe LCR meter dari kaki Terminal pertama (1) ke Terminal ketiga
(3). Jadi, sekarang kaki Terminal Potensiometer yang diukur adalah Terminal 2
dan Terminal 3.
6. Putarlah Shaft (Tuas) Potensiometer searah jarum jam,
7. Perhatikan Nilai Resistansi Potensiometer pada Display LCR meter, Nilai
Resistansi akan menurun seiring dengan pergerakan Shaft (Tuas) Potensiometer
tersebut. Sebaliknya, Jika Shaft (tuas) Potensiometer diputar berlawanan arah
jarum jam, Nilai Resistansi akan naik seiring dengan pergerakan Shaft (Tuas)
Potensiometer tersebut.
2. Thermistor PTC
Atur Posisi Saklar LCR meter pada posisi Ohm (Ω)
1. Hubungkan Probe pada Kaki Thermistor (Thermistor tidak memiliki Polaritas)
2. Dekatkan Mata Solder (Soldering Tip) yang panas ke Thermistor (pastikan jangan
menyentuh Thermistor, karena akan merusak bungkusan Thermistor).
3. Perhatikan Display LCR meter, nilai Resistansinya akan naik sebanding dengan
suhu tinggi disekitarnya.
3. Thermistor NTC
1. Atur Posisi Saklar LCR meter pada posisi Ohm (Ω)
2. Hubungkan Probe pada Kaki Thermistor (Thermistor tidak memiliki Polaritas)
3. Dekatkan Mata Solder (Soldering Tip) yang panas ke Thermistor (pastikan jangan
menyentuh Thermistor, karena akan merusak bungkusan Thermistor).
4. Perhatikan Display pada LCR meter, nilai Resistansi akan turun sebanding dengan
suhu tinggi disekitarnya.
4. LDR
1. Pengukuran pada kondisi terang

Atur posisi skala selektor LCR meter pada posisi Ohm

Hubungkan Probe Merah dan Probe Hitam LCR meter pada kedua kaki LDR
(tidak ada polaritas)

Berikan cahaya terang pada LDR

Baca nilai resistansi pada Display LCR meter. Nilai Resistansi LDR pada kondisi
terang akan berkisar sekitar 500 Ohm.
2. Pengukuran pada kondisi gelap
 Atur posisi
 Hubungkan
skala selektor LCR meter pada posisi Ohm
Probe Merah dan Probe Hitam LCR meter pada kedua kaki LDR
(tidak ada polaritas)
 Tutup
 Baca
bagian permukaan LDR atau pastikan LDR tidak mendapatkan cahaya
nilai resistansi pada Display LCR meter. Nilai Resistansi LDR di kondisi
gelap akan berkisar sekitar 200 KOhm.