Transducer dan Komponen Elektronika

Pengertian Transducer (Transduser) dan Jenis-jenisnya 

Transducer (Transduser) adalah suatu alat yang dapat mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Bentuk-bentuk energi tersebut diantaranya seperti Energi Listrik, Energi Mekanikal, Energi Elektromagnetik, Energi Cahaya, Energi Kimia, Energi Akustik (bunyi) dan Energi Panas. Pada umumnya, semua alat yang dapat mengubah atau mengkonversi suatu energi ke energi lainnya dapat disebut sebagai Transduser (Transducer).

Jenis-jenis Transducer

Berdasarkan Fungsinya, Transduser terbagi menjadi 2 jenis yaitu Transduser Input dan Transder Output. Hampir semua perangkat Elektronika terdapat kedua jenis Transduser tersebut. Berikut ini adalah Blok Diagram sederhana dari Transduser Input ke Transduser Output.

1.     Transduser Input (Input Transducer)

Transduser Input merupakan Transduser yang dapat mengubah energi fisik (physical energy) menjadi sinyal listrik ataupun Resistansi (yang kemudian juga dikonversikan ke tegangan atau sinyal listrik). Energi fisik tersebut dapat berbentuk Cahaya, Tekanan, Suhu maupun gelombang suara. Seperti contohnya Mikropon (Microphone), Mikropon dapat mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik yang dapat dihantarkan melalui kabel listrik. Transduser Input sering disebut juga dengan Sensor.

Berikut ini beberapa Komponen Elektronika ataupun perangkat Elektronika yang digolongkan sebagai Transduser Input.

– LDR (Light Dependent Resistor) mengubah Cahaya menjadi Resistansi (Hambatan)
– Thermistor (NTC/PTC) mengubah suhu menjadi Resistansi (Hambatan)
– Variable Resistor (Potensiometer) mengubah posisi menjadi Resistansi (Hambatan)
– Mikropon (Microphone) mengubah gelombang suara menjadi sinyal listrik

2.     Transduser Output (Output Transducer)

Transduser Output merupakan Transduser yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi bentuk energi fisik (Physical Energy). Seperti contohnya Loudspeaker, Loudspeaker mengubah sinyal listrik menjadi Suara yang dapat di dengar oleh manusia. Transduser Output sering disebut juga dengan istilah Actuator.

Beberapa Komponen Elektronika atau Perangkat Elektronika yang digolongkan sebagai Transduser Output diantaranya adalah sebagai berikut :

– LED (Light Emitting Diode) mengubah listrik menjadi Energi Cahaya
– Lampu mengubah listrik menjadi Energi Cahaya
– Motor mengubah listrik menjadi Gerakan (motion)
– Heater mengubah listrik menjadi Panas
– Loudspeaker mengubah sinyal listrik menjadi Suara

Penggabungan Transduser Input dan Output

Banyak Perangkat Elektronika yang kita pergunakan saat ini adalah gabungan dari Transduser Input dan Transduser Output. Dalam Perangkat Elektronika yang dimaksud ini terdiri dari Sensor (Transduser Input) dan Actuator (Transduser Output) yang mengubah suatu bentuk Energi menjadi bentuk energi lainnya dan kemudian mengubahnya lagi menjadi bentuk energi yang lain. Seperti contohnya Pengukur Suhu Badan (Termometer) yang mengkonversikan atau mengubah suhu badan kita menjadi sinyal listrik (Transduser input = Sensor Suhu) kemudian diproses oleh Rangkaian Elektronika tertentu menjadi Angka atau Display yang dapat dibaca oleh kita (Transduser Output = Display).

Aplikasi Transduser

Berdasarkan Aplikasinya, Transduser dapat dibagi menjadi beberapa jenis, diantaranya adalah :

1. Transducer Electromagnetic, seperti Antenna, Tape Head/Disk Head, Magnetic Cartridge.
2. Transducer Electrochemical, seperti Hydrogen Sensor, pH Probes.
3. Transducer Electromechanical, seperti Rotary Motor, Potensiometer, Air flow sensor, Load cell.
4. Transducer Electroacoustic, seperti Loadspeaker, Earphone, Microphone, Ultrasonic Transceiver.
5. Transducer Electro-optical, seperti Lampu LED, Dioda Laser, Lampu Pijar, Tabung CRT.
6. Transducer Thermoelectric, seperti komponen NTC dan PTC, Thermocouple.

Komponen Elektronika

Komponen elektronika berupa sebuah alat berupa benda yang menjadi bagian pendukung suatu rangkaian elektronik yang dapat bekerja sesuai dengan kegunaannya. Terdapat beberapa macam, berdasarkan cara dan sistem kerjanya komponen elektronika dibagi manjadi dua macam yaitu komponen pasif dan aktif. Komponen aktif adalah komponen  yang dapat beroperasi jika mendapatkan suntikan arus atau tegangan listrik, sedangkan komponen pasif adalah komponen walaupun tidak diberi arus atau tegangan listrik komponen ini tetap dapat bekerja dan beroperasi dengan baik.
Berikut ini adalah contoh-contoh beberapa jenis komponen elektronika aktif dan pasif :

Komponen Aktif :

1. Transistor

• Transistor Bipolar
• Transistor IGBT
• Transistor Efek Medan
• Photo Transistor

2.                Dioda

Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya : penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier). Di bawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah.

Sisi Positif (P) disebut Anoda dan sisi Negatif (N) disebut Katoda. Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N. Karenanya ini mengingatkan kita pada arus konvensional dimana arus mudah mengalir dari sisi P ke sisi N.

Dioda terbagi atas beberapa jenis antara lain :

• Dioda germanium

• Dioda silikon

• Dioda selenium

• Dioda zener

• Dioda cahaya (LED)

Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik. Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

• Dioda Zener

Fungsi dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu dioda zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level tertentu untuk keamanan rangkaian. Berikut ini rangkaian penerapan untuk regulator

• Dioda varactor

Dioda varactor adalah sebuah kapasitor yang kapasitansinya ditentukan oleh tegangan yang masuk. Contoh penerapannya pada pesawat TV, pesawat radio FM, pesawat telekomunikasi yang bekerja pada frekwensi tinggi.

• Dioda Pemancar Cahaya (LED)

LED adalah singkatan dari Light Emitting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai adalah gallium, arsenic dan phosphorus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang ada adalah warna merah, kuning dan hijau. LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong.
LED terbuat dari berbagai material setengah penghantar campuran seperti misalnya gallium arsenida fosfida (GaAsP), gallium fosfida (GaP), dan gallium aluminium arsenida (GaAsP). Karakteristiknya yaitu kalau diberi panjaran maju, pertemuannya mengeluarkan cahaya dan warna cahaya bergantung pada jenis dan kadar material pertemuan. Ketandasan cahaya berbanding lurus dengan arus maju yang mengalirinya. Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada LED merah adalah 1,6 sampai 2,2 volt, LED kuning 2,4 volt, LED hijau 2,7 volt. Sedangkan tegangan terbaik maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 volt, LED kuning 5 volt, LED hijau 5 volt. LED mengkonsumsi arus sangat kecil, awet dan kecil bentuknya (tidak makan tempat), selain itu terdapat keistimewaan tersendiri dari LED itu sendiri yaitu dapat memancarkan cahaya serta tidak memancarkan sinar infra merah (terkecuali yang memang sengaja dibuat seperti itu).

3.      SCR (Silicon Control Rectifier)
Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR dapat digunakan sebagai pengatur motor DC bertegangan besar dengan mengatur tegangan Gate. SCR dibagi dua yaitu diac dan Triac.

• DIAC: meneruskan tegangan dari anoda ke katoda atau sebaliknya. Penerapannya pada pengendali motor putar kanan dan putar kiri, seperti pada rangkaian lift.
• TRIAC mempunyai prinsip kerja seperti DIAC, hanya saja TRIAC dapat meneruskan tegangan dari kaki 1 ke 2 atau sebaliknya pada saat ada triger pada Gate. TRIAC digunakan untuk pengatur motor DC atau AC putar kanan dan kiri dengan cara mengatur Gate.

4.      IC (Integrated Circuit)

suatu rangkaian elektronik yang dikemas menjadi satu kemasan yang kecil. Suatu IC yang kecil dapat memuat ratusan bahkan ribuan komponen. Terdapat dua IC yaitu:

• IC Digital
• IC Analog

Komponen Pasif:

1.      Inductor (kumparan)
Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus lstrik yang melintasinya. Kemampuan induktor untuk menyimpan energi magnet ditentukan oleh induktansinya, dalam satuan Henry. Biasanya sebuah induktor adalah sebuah kawat penghantar yang dibentuk menjadi kumparan, lilitan membantu membuat medan magnet yang kuat didalam kumparan dikarenakan hukum induksi Faraday. Induktor adalah salah satu komponen elektronik dasar yang digunakan dalam rangkaian yang arus dan tegangannya berubah-ubah dikarenakan kemampuan induktor untuk memproses arus bolak-balik.
Sebuah induktor ideal memiliki induktansi, tetapi tanpa resistansi atau kapasitansi, dan tidak memboroskan daya. Sebuah induktor pada kenyataanya merupakan gabungan dari induktansi, beberapa resistansi karena resistivitas kawat, dan beberapa kapasitansi. Pada suatu frekuensi, induktor dapat menjadi sirkuit resonansi karena kapasitas parasitnya. Selain memboroskan daya pada resistansi kawat, induktor berinti magnet juga memboroskan daya didalam inti karena efek histeresis, dan pada arus tinggi mungkin mengalami nonlinearitas karena penjenuhan.
Induktansi (L) (diukur dalam Henry) adalah efek dari medan magnet yang terbentuk disekitar konduktor pembawa arus yang bersifat menahan perubahan arus. Arus listrik yang melewati konduktor membuat medan magnet sebanding dengan besar arus. Perubahan dalam arus menyebabkan perubahan medan magnet yang mengakibatkan gaya elektromotif lawan melalui GGL induksi yang bersifat menentang perubahan arus. Induktansi diukur berdasarkan jumlah gaya elektromotif yang ditimbulkan untuk setiap perubahan arus terhadap waktu. Sebagai contoh, sebuah induktor dengan induktansi 1 Henry menimbulkan gaya elektromotif sebesar 1 volt saat arus dalam  indukutor berubah dengan kecepatan 1 ampere setiap sekon. Jumlah lilitan, ukuran lilitan, dan material inti menentukan induktansi.

2.      Kapasitor (Condensator)
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. Pertama disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kebanyakan bahasa dan negara yang tidak menggunakan bahasa Inggris masih mengacu pada perkataan bahasa Italia “condensatore”, bahasa Perancis condensateur, Indonesia dan Jerman Kondensator atau Spanyol Condensador.

• Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Lambang kondensator (mempunyai kutub) pada skema elektronika.

• Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju.

Lambang kapasitor (tidak mempunyai kutub) pada skema elektronika.
Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C).
Berfungsi menyimpan energi dalam medan listrik. Fungsi pada suatu rangkaian adalah memisahkan arus bolak-balik dari arus searah, sebagai filter yang dipakai pada rangkaian catu daya, sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian pemancar dan untuk menghemat daya listrik dalam rangkaian lampu TL.

• Kapasitor Variable (Varco) yang memiliki nilai kapasitansi bervariasi.
• Kapasitor tetap yang memiliki nilai kapasitansi tetap.

3.      Resistor (tahanan)

Resistor aksial biasanya menggunakan pola pita warna untuk menunjukkan resistansi. Resistor pasang-permukaan ditandas secara numerik jika cukup besar untuk dapat ditandai, biasanya resistor ukuran kecil yang sekarang digunakan terlalu kecil untuk dapat ditandai. Kemasan biasanya cokelat muda, cokelat, biru, atau hijau, walaupun begitu warna lain juga mungkin, seperti merah tua atau abu-abu.
Resistor awal abad ke-20 biasanya tidak diisolasi, dan dicelupkan ke cat untuk menutupi seluruh badan untuk pengkodean warna. Warna kedua diberikan pada salah satu ujung, dan sebuah titik (atau pita) warna di tengah memberikan digit ketiga. Aturannya adalah “badan, ujung, titik” memberikan urutan dua digit resistansi dan pengali desimal. Toleransi dasarnya adalah ±20%. Resistor dengan toleransi yang lebih rapat menggunakan warna perak (±10%) atau emas (±5%) pada ujung lainnya.
Identifikasi empat pita adalah skema kode warna yang paling sering digunakan. Ini terdiri dari empat pita warna yang dicetak mengelilingi badan resistor. Dua pita pertama merupakan informasi dua digit harga resistansi, pita ketiga merupakan pengali (jumlah nol yang ditambahkan setelah dua digit resistansi) dan pita keempat merupakan toleransi harga resistansi. Kadang-kadang pita kelima menunjukkan koefisien suhu, tetapi ini harus dibedakan dengan sistem lima warna sejati yang menggunakan tiga digit resistansi.
Sebagai contoh, hijau-biru-kuning-merah adalah 56 x 10⁴Ω = 560 kΩ ± 2%. Deskripsi yang lebih mudah adalah: pita pertama, hijau, mempunyai harga 5 dan pita kedua, biru, mempunyai harga 6, dan keduanya dihitung sebagai 56. Pita ketiga,kuning, mempunyai harga 10⁴, yang menambahkan empat nol di belakang 56, sedangkan pita keempat, merah, merupakan kode untuk toleransi ± 2%, memberikan nilai 560.000Ω pada keakuratan ± 2%.

Warna	Pita pertama	Pita kedua	Pita ketiga (pengali)	Pita keempat (toleransi)	Pita kelima (koefisien suhu)
Hitam	0	0	× 100
Cokelat	1	1	×101	± 1% (F)	100 ppm
Merah	2	2	× 102	± 2% (G)	50 ppm
Oranye	3	3	× 103		15 ppm
Kuning	4	4	× 104		25 ppm
Hijau	5	5	× 105	± 0.5% (D)
Biru	6	6	× 106	± 0.25% (C)
Ungu	7	7	× 107	± 0.1% (B)
Abu-abu	8	8	× 108	± 0.05% (A)
Putih	9	9	× 109
Emas			× 10-1	± 5% (J)
Perak			× 10-2	± 10% (K)
Kosong				± 20% (M)

Sumber :

http://hanada-setia.blogspot.co.id/2013/11/komponen-pasif-dan-aktif-elektronika.html#sthash.3n6AcZcf.dpuf

http://teknikelektronika.com/pengertian-transducer-jenis-jenis-transduser/