MODUL 1
Dalam dunia elektronika, terdapat berbagai komponen yang berperan dalam pengaturan dan pengukuran resistansi. Tiga di antaranya yang sering digunakan adalah potensiometer, tahanan geser, dan Jembatan Wheatstone. Setiap komponen ini memiliki fungsi dan prinsip kerja yang unik dalam berbagai aplikasi elektronika.
Potensiometer
Potensiometer adalah resistor variabel yang memungkinkan pengguna untuk menyesuaikan nilai resistansi dalam suatu rangkaian. Komponen ini memiliki tiga terminal: dua terminal tetap di kedua ujung elemen resistif dan satu terminal geser yang dapat bergerak sepanjang elemen tersebut. Dengan mengubah posisi terminal geser, nilai resistansi antara terminal ujung dapat diatur sesuai kebutuhan.
Potensiometer sering digunakan dalam:
- Pengaturan volume pada perangkat audio
- Pengendalian tegangan dalam rangkaian elektronik
- Sensor posisi atau sudut dalam berbagai aplikasi industri
- Konversi sinyal analog menjadi digital dalam sistem kontrol
Tahanan Geser
Tahanan geser adalah jenis potensiometer yang memiliki elemen resistif linier. Perubahan resistansi pada tahanan geser bersifat sebanding dengan pergerakan kontak geser sepanjang elemen resistif. Hal ini memungkinkan kontrol yang lebih presisi atas nilai resistansi dalam suatu rangkaian.
Beberapa aplikasi utama dari tahanan geser meliputi:
- Pengaturan gain dalam amplifier untuk kontrol sinyal audio
- Menyeimbangkan nilai resistansi dalam rangkaian Jembatan Wheatstone
- Mengukur tekanan dan gaya dalam sensor resistif
Jembatan Wheatstone
Jembatan Wheatstone adalah rangkaian listrik yang digunakan untuk mengukur nilai resistansi yang tidak diketahui dengan tingkat akurasi yang tinggi. Rangkaian ini terdiri dari empat resistor yang disusun membentuk jembatan, dengan salah satu resistor memiliki nilai yang belum diketahui. Dengan memberikan sumber tegangan dan menggunakan galvanometer atau voltmeter, nilai resistansi yang tidak diketahui dapat dihitung ketika arus dalam jembatan mencapai keseimbangan (nol).
Jembatan Wheatstone banyak digunakan dalam:
- Pengukuran resistansi kabel dan komponen elektronik
- Pengukuran suhu menggunakan sensor thermistor
- Sensor tekanan berbasis perubahan resistansi
Ketiga komponen ini sangat penting dalam berbagai aplikasi elektronika dan instrumentasi. Pemahaman yang baik tentang cara kerja potensiometer, tahanan geser, dan Jembatan Wheatstone memungkinkan pengukuran yang lebih akurat dan pengendalian rangkaian yang lebih efektif.
- Dapat menjelaskan karakteristik Voltmeter dan Amperemeter dari simbol- simbol alat ukur tersebut
- Dapat menentukan posisi pembacaan dan batas ukur yang tepat dari alat ukur saat melakukan pengukuran.
- Dapat menjelaskan pengaruh Potensiometer dan Tahanan Geser terhadap arus dan yang mengalir pada rangkaian.
- Dapat memahami prinsip kerja Jembatan Wheatstone.
A. Alat
1. Instrument
2. Module
A. Voltmeter dan Amperemeter
Voltmeter dan amperemeter adalah dua alat ukur yang sangat penting dalam rangkaian listrik dan elektronika. Voltmeter digunakan untuk mengukur tegangan atau beda potensial antara dua titik dalam rangkaian, sedangkan amperemeter digunakan untuk mengukur besarnya arus listrik yang mengalir dalam rangkaian.
Voltmeter memiliki impedansi yang sangat tinggi, yang berarti alat ini hampir tidak menarik arus dari rangkaian saat digunakan. Hal ini memastikan bahwa voltmeter tidak mengganggu rangkaian saat mengukur tegangan. Voltmeter selalu dipasang secara paralel dengan komponen atau bagian rangkaian yang ingin diukur tegangannya.
Di sisi lain, amperemeter memiliki resistansi internal yang sangat rendah, sehingga hampir tidak menambah resistansi ke dalam rangkaian saat digunakan. Ini memastikan bahwa amperemeter tidak mengganggu arus yang mengalir dalam rangkaian. Amperemeter selalu dipasang secara seri dengan komponen atau bagian rangkaian yang ingin diukur arusnya.
a. Simbol dan Data dari Alat Ukur
Sebelum menggunakan Amperemeter dan Voltmeter perlu diketahui simbol dan data dari alat ukur tersebut. Jika terjadi kesalahan dalam mengartikan simbol dari alat ukur dapat berakibat fatal. Untuk mengetahui simbol ini maka praktikan dapat melihat, mengamati, serta mengartikan secara langsung simbol- simbol tersebut.
b. Pembacaan Alat Ukur
Amperemeter dan Voltmeter menunjukkan besarannya menggunakan jarum penunjuk. Jarum penunjuk biasanya dibuat tajam dan dilengkapi dengan cermin untuk menghindari beda lihat (paralaks). Untuk menghindari kesalahan pembacaan dari alat ukur tersebut, perlu diketahui cara membaca alat ukur yang benar.
c. Pembacaan Skala Alat Ukur
Alat ukur dilengkapi dengan skala yang telah dikalibrasi sesuai dengan kebutuhannya. Skala alat ukur ini ada dua jenis, yaitu skala linear dan skala non- linear. Pembacaan skala yang tidak benar akan berakibat fatal. Untuk menghindari hal ini maka perlu diketahui cara pembacaan skala yang benar.
d. Kesalahan-Kesalahan dalam Pengukuran
Kesalahan yang biasa dilakukan oleh praktikan selain yang telah dibahas sebelumnya adalah kesalahan dalam pemilihan alat ukur. Suatu alat ukur selalu dilengkapi dengan data sensitivitasnya. Pemilihan alat ukur yang memiliki sensitivitas yang berbeda untuk mengukur suatu besaran akan mengakibatkan kesalahan hasil yang didapat.
B. Resistor dan Variabel
Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.
Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.
Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :
Tabel Kode Warna Resistor
Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :
Cara menghitung nilai resistor 4 gelang :
1. Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
2. Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
3. Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
4. Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna :
1. Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
2. Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
3. Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
4. Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
5. Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi
Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm
a. Potensiometer
Potensiometer merupakan resistor variabel yang nilai resistansinya dapat diubah dengan cara memutar tuasnya untuk mendapatkan variasi arus. Potensiometer biasanya digunakan untuk mengendalikan perangkat elektronik. Salah satu contohnya seperti pengatur volume pada peralatan audio.
Potensiometer mempunyai 3 terminal, yaitu terminal A, terminal B, dan wiper. Dimana prinsip kerjanya ketika terminal A dan wiper dihubungkan maka nilai resistansinya semakin besar jika tuasnya diputar ke kanan. Ketika terminal B dan wiper dihubungkan maka nilai resistansinya semakin besar jika tuasnya diputar ke kiri. Sedangkan ketika terminal A dan B dihubungkan maka pada potensiometer akan menunjukkan nilai resistansi maksimum. Nilai resistansi ini akan selalu tetap dan merupakan nilai resistansi total dari potensiometer.
Gambar 1.1. Potensiometer
b. Tahanan Geser
Tahanan geser merupakan resistor variabel yang nilai resistansinya dapat diubah dengan cara menggeser tuasnya untuk mendapatkan variasi arus. Tahanan geser biasanya digunakan untuk mengendalikan perangkat elektronika. Salah satu contohnya seperti pada radio.
Tahanan geser mempunyai 3 terminal, yaitu terminal A, terminal B, dan wiper. Dimana prinsip kerjanya ketika terminal A dan wiper dihubungkan maka nilai resistansinya semakin besar jika tuasnya digeser ke kanan. Ketika terminal B dan wiper dihubungkan maka nilai resistansinya semakin besar jika tuasnya digeser ke kiri. Sedangkan ketika terminal A dan B dihubungkan maka akan menunjukkan nilai resistansi maksimum. Nilai resistansi ini akan selalu tetap dan merupakan nilai resistansi total dari tahanan geser.
Gambar 1.2. Tahanan Geser
c. Jembatan Wheatstone
Jembatan Wheatstone adalah sebuah istilah untuk jembatan khusus dalam rangkaian elektronik, ini memiliki kegunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan ukuran listrik yang nilainya relatif kecil sekali Rangkaian jembatan wheatstone secara luas telah digunakan dalam beberapa pengukuran nilai suatu komponen seperti resistansi, induktansi, dan kapasitansi.
Karena rangkaian jembatan wheatstone hanya membandingkan antara nilai komponen yang belum diketahui dengan komponen standar yang telah diketahui nilainya, maka akurasi pengukurannya menjadi hal yang sangat penting, terutama pada pembacaan pengukuran perbandingannya yang hanya didasarkan pada sebuah indikator nol pada kesetimbangan jembatan yang terlihat pada galvanometer.
Metode jembatan wheatstone dapat digunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemeter, cukup satu galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Prinsip dari rangkaian jembatan wheatstone diperlihatkan pada Gambar 1.3:
Gambar 1.3. Rangkaian Jembatan Wheatstone
Keterangan Gambar:
S : Saklar penghubung
G : Galvanometer
V : Sumber tegangan
Rs : Resistor variabel
Ra dan Rb : Hambatan yang sudah diketahui nilainya
Rx : Hambatan yang akan ditentukan nilainya
Saat saklar S ditutup, maka arus akan melewati rangkaian. Jika jarum galvanometer menyimpang artinya ada arus yang melewatinya, menandakan antara titik C dan D ada beda potensial. Dengan mengatur besarnya nilai Ra, Rb, dan Rs maka galvanometer tidak teraliri arus, artinya tidak ada beda potensial antara titik C dan D. Dengan demikian akan berlaku persamaan:
Komentar
Posting Komentar