Search

Selasa, 18 Januari 2011

ILmu Elektronika

 Elektronika

Elektronika adalah 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 biasanya disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan/ piranti elektronik ini: Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube, CRT), radio, TV, perekam kaset, perekam kaset video (VCR), perekam VCD, perekam DVD, kamera video, kamera digital, komputer pribadi desk-top, komputer Laptop, PDA (komputer saku), robo

A.KOMPONEN PASIF

1.Resistor
adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya, berdasarkan hukum Ohm:
\begin{align}V&=IR\\ I&=\frac{V}{R}\end{align}
Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi.
Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak menjadi terlalu panas saat memboroskan daya.

2.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.
Polarized kondensator symbol 3.jpg 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.
Capacitor symbol.jpg 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).

Kapasitansi

Satuan dari kapasitansi kondensator adalah Farad (F). Namun Farad adalah satuan yang terlalu besar, sehingga digunakan:
  • Pikofarad (pF) = 1\times10^{-12}\,F
  • Nanofarad (nF) = 1\times10^{-9}\,F
  • Microfarad (\mu\,F) = 1\times10^{-6}\,F
Kapasitansi dari kondensator dapat ditentukan dengan rumus:
C=\epsilon_0\epsilon_r\frac{A}{d}
C : Kapasitansi
ε0 : permitivitas hampa
εr : permitivitas relatif
A : luas pelat
d :jarak antar pelat/tebal dielektrik
Adapun cara memperbesar kapasitansi kapasitor atau kondensator dengan jalan:
  1. Menyusunnya berlapis-lapis.
  2. Memperluas permukaan variabel.
  3. Memakai bahan dengan daya tembus besar.

Wujud dan Macam kondensator

Karakteristik kondensator
Tipe↓ Jangkauan↓ Toleransi (%)↓ Tegangan AC lazim (V)↓ Tegangan DC lazim (V)↓ Koefisien suhu (ppm/C)↓ Frekuensi pancung fR (MHz)↓ Sudut rugi (\tan\;\delta)↓ Resistansi bocoran (Ω)↓ Stabilitas↓
Kertas 10 nF - 10 uF ± 10% 500 V 600 V 300 ppm/C 0,1 MHz 0,01 109 Ω lumayan
Mika perak 5 pF - 10 nF ± 0,5% - 400 V 100 ppm/C 10 MHz 0,0005 1011 Ω Baik sekali
Keramik 5 pF - 1 uF ± 10% 250 V 400 V 30 ppm/C 10 MHz 0,01 108 Ω Baik
Polystyrene 50 pF - 500 nF ± 1% 150 V 500 V -150 ppm/C 10 MHz 0,0005 1012 Ω Baik sekali
Polyester 100 pF - 2 uF ± 5% 400 V 400 V 400 ppm/C 1 MHz 0,001 1011 Ω Cukup
Polypropylene 1 nF - 100 uF ± 5% 600 V 900 V 170 ppm/C 1 MHz 0,0005 1010 Ω Cukup
Elektrolit aluminium 1 uF - 1 F ± 50% Terpolarisasi 400 V 1500 ppm/C 0,05 MHz 0,05 108 Ω Cukup
Elektrolit tantalum 1 uF - 2000 uF ± 10% Terpolarisasi 6

3.Induktor
Sebuah induktor atau reaktor adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik 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.

 Fisika

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.

 Faktor Q

Sebuah induktor ideal tidak menimbulkan kerugian terhadap arus yang melewati lilitan. Tetapi, induktor pada umumnya memiliki resistansi lilitan dari kawat yang digunakan untuk lilitan. Karena resistansi lilitan terlihat berderet dengan induktor, ini sering disebut resistansi deret. Resistansi deret induktor mengubah arus listrik menjad bahang, yang menyebabkan pengurangan kualitas induktif. Faktor kualitas atau "Q" dari sebuah induktor adalah perbandingan reaktansi induktif dan resistansi deret pada frekuensi tertentu, dan ini merupakan efisiensi induktor. Semakin tinggi faktor Q dari induktor, induktor tersebut semakin mendekati induktor ideal tanpa kerugian.
Faktor Q dari sebuah induktor dapat diketahui dari rumus berikut, dimana R merupakan resistansi internal dan ωL adalah resistansi kapasitif atau induktif pada resonansi:
Q = \frac{\omega{}L}{R}
Dengan menggunakan inti feromagnetik, induktansi dapat ditingkatkan untuk jumlah tembaga yang sama, sehingga meningkatkan faktor Q. Inti juga memberikan kerugian pada frekuensi tinggi. Bahan inti khusus dipilih untuk hasil terbaik untuk jalur frekuensi tersebut. Pada VHF atau frekuensi yang lebih tinggi, inti udara sebaiknya digunakan.
Lilitan induktor pada inti feromagnetik mungkin jenuh pada arus tinggi, menyebabkan pengurangan induktansi dan faktor Q yang sangat signifikan. Hal ini dapat dihindari dengan menggunakan induktor inti udara. Sebuah induktor inti udara yang didesain dengan baik dapat memiliki faktor Q hingga beberapa ratus.
Sebuah kondensator nyaris ideal (faktor Q mendekati tak terhingga) dapat dibuat dengan membuat lilitan dari kawat superkonduktor pada helium atau nitrogen cair. Ini membuat resistansi kawat menjadi nol. Karena induktor superkonduktor hampir tanpa kerugian, ini dapat menyimpan sejumlah besar energi listrik dalam lilitannya.

 Penggunaan


Induktor dengan dua lilitan 47mH, sering dijumpai pada pencatu daya.
Induktor sering digunakan pada sirkuit analog dan pemroses sinyal. Induktor berpasangan dengan kondensator dan komponen lain membentuk sirkuit tertala. Penggunaan induktor bervariasi dari penggunaan induktor besar pada pencatu daya untuk menghilangkan dengung pencatu daya, hingga induktor kecil yang terpasang pada kabel untuk mencegah interferensi frekuensi radio untuk dprd melalui kabel. Kombinasi induktor-kondensator menjadi rangkaian tala dalam pemancar dan penerima radio. Dua induktor atau lebih yang terkopel secara magnetik membentuk transformator.
Induktor digunakan sebagai penyimpan energi pada beberapa pencatu daya moda sakelar. Induktor dienergikan selama waktu tertentu, dan dikuras pada sisa siklus. Perbandingan transfer energi ini menentukan tegangan keluaran. Reaktansi induktif XL ini digunakan bersama semikonduktor aktif untuk menjaga tegangan dengan akurat. Induktor juga digunakan dalam sistem transmisi listrik, yang digunakan untuk mengikangkan paku-paku tegangan yang berasal dari petir, dan juga membatasi arus pensakelaran dan arus kesalahan. Dalam bidang ini, indukutor sering disebut dengan reaktor.
Induktor yang memiliki induktansi sangat tinggi dapat disimulasikan dengan menggunakan girator.

Konstruksi induktor


Induktor, skala dalam sentimeter.
Sebuah induktor biasanya dikonstruksi sebagai sebuah lilitan dari bahan penghantar, biasanya kawat tembaga, digulung pada inti magnet berupa udara atau bahan feromagnetik. Bahan inti yang mempunyai permeabilitas magnet yang lebih tinggi dari udara meningkatkan medan magnet dan menjaganya tetap dekat pada induktor, sehingga meningkatkan induktansi induktor. Induktor frekuensi rendah dibuat dengan menggunakan baja laminasi untuk menekan arus eddy. Ferit lunak biasanya digunakan sebagai inti pada induktor frekuensi tingi, dikarenakan ferit tidak menyebabkan kerugian daya pada frekuensi tinggi seperti pada inti besi. Ini dikarenakan ferit mempunyai lengkung histeresis yang sempit dan resistivitasnya yang tinggi mencegah arus eddy. Induktor dibuat dengan berbagai bentuk. Sebagian besar dikonstruksi dengan menggulung kawat tembaga email disekitar bahan inti dengan kaki-kali kawat terlukts keluar. Beberapa jenis menutup penuh gulungan kawat didalam material inti, dinamakan induktor terselubungi. Beberapa induktor mempunyai inti yang dapat diubah letaknya, yang memungkinkan pengubahan induktansi. Induktor yang digunakan untuk menahan frekuensi sangat tinggi biasanya dibuat dengan melilitkan tabung atau manik-manik ferit pada kabel transmisi.
Induktor kecil dapat dicetak langsung pada papan rangkaian cetak dengan membuat jalur tembaga berbentuk spiral. Beberapa induktor dapat dibentuk pada rangkaian terintegrasi menhan menggunakan inti planar. Tetapi bentuknya yang kecil membatasi induktansi. Dan girator dapat menjadi pilihan alternatif.

Jenis-jenis lilitan

Lilitan ferit sarang madu

Lilitan sarang madu dililit dengan cara bersilangan untuk mengurangi efek kapasitansi terdistribusi. Ini sering digunakan pada rangkaian tala pada penerima radio dalam jangkah gelombang menengah dan gelombang panjang. Karena konstruksinya, induktansi tinggi dapat dicapai dengan bentuk yang kecil.

Lilitan inti toroid

Sebuah lilitan sederhana yang dililit dengan bentuk silinder menciptakan medan magnet eksternal dengan kutub utara-selatan. Sebuah lilitan toroid dapat dibuat dari lilitan silinder dengan menghubungkannya menjadi berbentuk donat, sehingga menyatukan kutub utara dan selatan. Pada lilitan toroid, medan magnet ditahan pada lilitan. Ini menyebabkan lebih sedikit radiasi magnetik dari lilitan, dan kekebalan dari medan magnet eksternal.

 Rumus induktansi

Konstruksi Rumus Besaran (SI, kecuali disebutkan khusus)
Lilitan silinder L=\frac{\mu_0KN^2\pi r^2}{l}
  • L = induktansi
  • μ0 = permeabilitas vakum
  • K = koefisien Nagaoka
  • N = jumlah lilitan
  • r = jari-jari lilitan
  • l = panjang lilitan
Kawat lurus L =200 \, l \left(\ln\frac{4l}{d}-1\right)10^{-9}
  • L = induktansi
  • l = panjang kawat
  • d = diameter kawat
Lilitan silinder pendek berinti udara L=\frac{r^2N^2}{9r+10l}
  • L = induktansi (µH)
  • r = jari-jari lilitan (in)
  • l = panjang lilitan (in)
  • N = jumlah lilitan
Lilitan berlapis-lapis berinti udara L = \frac{0.8r^2N^2}{6r+9l+10d}
  • L = induktansi (µH)
  • r = rerata jari-jari lilitan (in)
  • l = panjang lilitan (in)
  • N = jumlah lilitan
  • d = tebal lilitan (in)
Lilitan spiral datar berinti udara L=\frac{r^2N^2}{(2r+2.8d) \times 10^5}
  • L = induktansi
  • r = rerata jari-jari spiral
  • N = jumlah lilitan
  • d = tebal lilitan
Inti toroid L=\mu_0\mu_r\frac{N^2r^2}{D}
  • L = induktansi
  • μ0 = permeabilitas vakum
  • μr = permeabilitas relatif bahan inti
  • N = jumlah lilitan
  • r = jari-jari gulungan
  • D = diameter keseluruhan

 Dalam sirkuit elektrik

Sebuah induktor menolak perubahan arus. Sebuah induktor ideal tidak menunjukkan resistansi kepada arus rata, tetapi hanya induktor superkonduktor yang benar-benar memiliki resistansi nol. Pada umumnya, hubungan antara perubahan tegangan, induktansi, dan perubahan arus pada induktor ditentukan oleh rumus diferensial:
v(t) = L \frac{di(t)}{dt}
Jika ada arus bolak-balik sinusoida melalui sebuah induktor, tegangan sinusoida diinduksikan. Amplitudo tegangan sebanding dengan amplitudo arus dan frekuensi arus.
i(t) = I_P \sin(2 \pi f t)\,
\frac{di(t)}{dt} = 2 \pi f I_P \cos(2 \pi f t)
v(t) = 2 \pi f L I_P \cos(2 \pi f t)\,
Pada situasi ini, fasa dari gelombang arus tertinggal 90 dari fasa gelombang tegangan.
Jika sebuah induktor disambungkan ke sumber arus searah, dengan harga "I" melalui sebuah resistansi "R" dan sumber arus berimpedansi nol, persamaan diferensial diatas menunjukkan bahwa arus yang melalui induktor akan dibuang secara eksponensial:
\ i(t) = I (e^{\frac{-tR}{L}})

Analisis sirkuit Laplace (s-domain)

Ketika menggunakan analisis sirkuit transformasi Laplace, impedansi pemindahan dari induktor ideal tanpa arus sebelumnya ditunjukkan dalam domain s oleh:
Z(s) = Ls\,
dimana
L adalah induktansi
s adalah frekuensi kompleks
Jika induktor telah memiliki arus awal, ini dapat ditunjukkan dengan:
  • menambahkan sumber tegangan berderet dengan induktor dengan harga:
L I_0 \,
(Pegiatikan bahwa sumber tegangan harus berlawanan kutub dengan arus awal)
  • atau dengan menambahkan sumber arus berjajar dengan induktor, dengan harga:
\frac{I_0}{s}
dimana
L adalah induktansi
I0 adalah arus awal

Jejaring induktor

Induktor dalam konfigurasi kakap memiliki beda potensial yang sama. Untuk menemukan induktansi ekivalen total (Leq):
diagram induktor jajar
\frac{1}{L_\mathrm{eq}} = \frac{1}{L_1} + \frac{1}{L_2} + \cdots + \frac{1}{L_n}
Arus dalam induktor deret adalah sama, tetapi tegangan yang membentangi setiap induktor bisa berbeda. Penjumlahan dari beda potensial dari beberapa induktor seri sama dengan tegangan total. Untuk menentukan todu total digunakan rumus:
diagram induktor deret
L_\mathrm{eq} = L_1 + L_2 + \cdots + L_n \,\!
Hubungan tersebut hanya benar jika tidak ada kopling magnetis antar kumparan.

Energi yang tersimpan

Energi yang tersimpan di induktor ekivalen dengan usaha yang dibutuhkan untuk mengalirkan arus melalui induktor, dan juga medan magnet:

Transformator

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Langsung ke: navigasi, cari
Transformator atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain.

Transformator step-down

Adaptor AC-DC merupakan piranti yang menggunakan transformator step-down

Prinsip kerja

Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik. Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung dengan lilitan sekunder. Fluks bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.

Hubungan Primer-Sekunder

transformator_scheme_ru.svg

Fluks pada transformator
Rumus untuk fluks magnet yang ditimbulkan lilitan primer adalah \delta\phi=\epsilon\times\delta\,t dan rumus untuk GGL induksi yang terjadi di lilitan sekunder adalah \epsilon=N\frac{\delta\phi}{\delta\,t}. Karena kedua kumparan dihubungkan dengan fluks yang sama, maka \frac{\delta\phi}{\delta\,t}=\frac{V_p}{N_p}=\frac{V_s}{N_s} dimana dengan menyusun ulang persamaan akan didapat \frac{V_p}{V_s}=\frac{N_p}{N_s} sedemikian hingga V_p\,I_p=V_s\,I_s. Dengan kata lain, hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder ditentukan oleh perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder.

Kerugian dalam transformator

Perhitungan diatas hanya berlaku apabila kopling primer-sekunder sempurna dan tidak ada kerugian, tetapi dalam praktek terjadi beberapa kerugian yaitu:
  1. kerugian tembaga. Kerugian I^2\,R dalam lilitan tembaga yang disebabkan oleh resistansi tembaga dan arus listrik yang mengalirinya.
  2. Kerugian kopling. Kerugian yang terjadi karena kopling primer-sekunder tidak sempurna, sehingga tidak semua fluks magnet yang diinduksikan primer memotong lilitan sekunder. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan secara berlapis-lapis antara primer dan sekunder.
  3. Kerugian kapasitas liar. Kerugian yang disebabkan oleh kapasitas liar yang terdapat pada lilitan-lilitan transformator. Kerugian ini sangat mempengaruhi efisiensi transformator untuk frekuensi tinggi. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggulung lilitan primer dan sekunder secara semi-acak (bank winding)
  4. Kerugian histeresis. Kerugian yang terjadi ketika arus primer AC berbalik arah. Disebabkan karena inti transformator tidak dapat mengubah arah fluks magnetnya dengan seketika. Kerugian ini dapat dikurangi dengan menggunakan material inti reluktansi rendah.
  5. Kerugian efek kulit. Sebagaimana konduktor lain yang dialiri arus bolak-balik, arus cenderung untuk mengalir pada permukaan konduktor. Hal ini memperbesar kerugian kapasitas dan juga menambah resistansi relatif lilitan. Kerugian ini dapat dikurang dengan menggunakan kawat Litz, yaitu kawat yang terdiri dari beberapa kawat kecil yang saling terisolasi. Untuk frekuensi radio digunakan kawat geronggong atau lembaran tipis tembaga sebagai ganti kawat biasa.
  6. Kerugian arus eddy (arus olak). Kerugian yang disebabkan oleh GGL masukan yang menimbulkan arus dalam inti magnet yang melawan perubahan fluks magnet yang membangkitkan GGL. Karena adanya fluks magnet yang berubah-ubah, terjadi olakan fluks magnet pada material inti. Kerugian ini berkurang kalau digunakan inti berlapis-lapisan.

Efisiensi

Efisiensi transformator dapat diketahui dengan rumus \eta=\frac{P_o}{P_i}\,100% Karena adanya kerugian pada transformator. Maka efisiensi transformator tidak dapat mencapai 100%. Untuk transformator daya frekuensi rendah, efisiensi bisa mencapai 98%.

Jenis-jenis transformator

Step-Up


lambang transformator step-up
Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

Step-Down


skema transformator step-down
Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

Autotransformator


skema autotransformator
Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder. Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).

[sunting] Autotransformator variabel


skema autotransformator variabel
Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa yang sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-sekunder yang berubah-ubah.

Transformator isolasi

Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer. Tetapi pada beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk mengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsi sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan audio, transformator jenis ini telah banyak digantikan oleh kopling kapasitor.

Transformator pulsa

Transformator pulsa adalah transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa. Transformator jenis ini menggunakan material inti yang cepat jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, fluks magnet berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitan sekunder hanya terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet, transformator hanya memberikan keluaran saat Transformator tiga fasa Transformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (Δ).

Transformator tiga fasa

Transformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (Δ). B.KOMPONEN AKTIF 1.DIODA    A.DIODA CAHAYA Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.

Teknologi LED

Fungsi fisikal

Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.

Emisi cahaya

Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah dioda normal, biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat, tampak, dan ultraungu dekat.

LED dalam aplikasi sebagai alat penerangan lampu langit-langit

Polarisasi

Tak seperti lampu pijar dan neon, LED mempunyai kecenderungan polarisasi. Chip LED mempunyai kutub positif dan negatif (p-n) dan hanya akan menyala bila diberikan arus maju. Ini dikarenakan LED terbuat dari bahan semikonduktor yang hanya akan mengizinkan arus listrik mengalir ke satu arah dan tidak ke arah sebaliknya. Bila LED diberikan arus terbalik, hanya akan ada sedikit arus yang melewati chip LED. Ini menyebabkan chip LED tidak akan mengeluarkan emisi cahaya. Chip LED pada umumnya mempunyai tegangan rusak yang relatif rendah. Bila diberikan tegangan beberapa volt ke arah terbalik, biasanya sifat isolator searah LED akan jebol menyebabkan arus dapat mengalir ke arah sebaliknya.

Tegangan maju

Karakteristik chip LED pada umumnya adalah sama dengan karakteristik dioda yang hanya memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi. Namun bila diberikan tegangan yang terlalu besar, LED akan rusak walaupun tegangan yang diberikan adalah tegangan maju. Sirkuit LED Sirkuit LED dapat didesain dengan cara menyusun LED dalam posisi seri maupun paralel. Bila disusun secara seri, maka yang perlu diperhatikan adalah jumlah tegangan yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian tadi. Namun bila LED diletakkan dalam keadaan paralel, maka yang perlu diperhatikan menjadi jumlah arus yang diperlukan seluruh LED dalam rangkaian ini. Menyusun LED dalam rangkaian seri akan lebih sulit karena tiap LED mempunyai tegangan maju (Vf) yang berbeda. Perbedaan ini akan menyebabkan bila jumlah tegangan yang diberikan oleh sumber daya listrik tidak cukup untuk membangkitkan chip LED, maka beberapa LED akan tidak menyala. Sebaliknya, bila tegangan yang diberikan terlalu besar akan berakibat kerusakan pada LED yang mempunyai tegangan maju relatif rendah. Pada umumnya, LED yang ingin disusun secara seri harus mempunyai tegangan maju yang sama atau paling tidak tak berbeda jauh supaya rangkaian LED ini dapat bekerja secara baik.

Substrat LED

Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan merah dibuat dengan gallium arsenide. Perkembagan dalam ilmu material telah memungkinkan produksi alat dengan panjang gelombang yang lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna bervariasi. LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang bervariasi, menghasilkan warna sebagai berikut:

LED biru dan putih


Sebuah GaN LED ultraviolet
LED biru pertama yang dapat mencapai keterangan komersial menggunakan substrat galium nitrida yang ditemukan oleh Shuji Nakamura tahun 1993 sewaktu berkarir di Nichia Corporation di Jepang. LED ini kemudian populer di penghujung tahun 90-an. LED biru ini dapat dikombinasikan ke LED merah dan hijau yang telah ada sebelumnya untuk menciptakan cahaya putih. LED dengan cahaya putih sekarang ini mayoritas dibuat dengan cara melapisi substrat galium nitrida (GaN) dengan fosfor kuning. Karena warna kuning merangsang penerima warna merah dan hijau di mata manusia, kombinasi antara warna kuning dari fosfor dan warna biru dari substrat akan memberikan kesan warna putih bagi mata manusia. LED putih juga dapat dibuat dengan cara melapisi fosfor biru, merah dan hijau di substrat ultraviolet dekat yang lebih kurang sama dengan cara kerja lampu fluoresen. Metode terbaru untuk menciptakan cahaya putih dari LED adalah dengan tidak menggunakan fosfor sama sekali melainkan menggunakan substrat seng selenida yang dapat memancarkan cahaya biru dari area aktif dan cahaya kuning dari substrat itu sendiri.  
B.DIODA FOTO
  
Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa,     komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.

Simbol dari dioda foto
Alat yang mirip dengan Dioda foto adalah Transistor foto (Phototransistor). Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Dioda Foto. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Dioda-Foto.


  C.DIODA LASER

Dioda laser adalah sejenis dioda di mana media aktifnya menggunakan sebuah semikonduktor persimpangan p-n yang mirip dengan yang terdapat pada dioda pemancar cahaya. Dioda laser kadang juga disingkat LD atau ILD.

Sebuah dioda laser dengan perbandingan ukurannya terhadap uang sen US
Dioda laser baru ditemukan pada akhir abad ini oleh ilmuwan Universitas Harvard. Prinsip kerja dioda ini sama seperti dioda lainnya yaitu melalui sirkuit dari rangkaian elektronika, yang terdiri dari jenis p dan n. Pada kedua jenis ini sering dihasilkan 2 tegangan, yaitu:
  1. biased forward, arus dihasilkan searah dengan nilai 0,707 utk pembagian v puncak, bentuk gelombang di atas ( + ).
  2. backforward biased, ini merupakan tegangan berbalik yang dapat merusak suatu komponen elektronika.

D. DIODA ZENER

Simbol dioda zener.
Dioda Zener adalah dioda yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan rusak" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Ini berlainan dari dioda biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke satu arah.
Dioda yang biasa tidak akan mengijinkan arus listrik untuk mengalir secara berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika melampaui batas tegangan rusaknya, dioda biasa akan menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Dalam kasus pencatuan-maju (sesuai dengan arah gambar panah), dioda ini akan memberikan tegangan jatuh (drop voltage) sekitar 0.6 Volt yang biasa untuk dioda silikon. Tegangan jatuh ini tergantung dari jenis dioda yang dipakai.
Sebuah dioda Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tengangan rusak yang jauh dikurangi, disebut tegangan Zener. Sebuah dioda Zener memiliki p-n junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. Sebuah dioda zener yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku rusak yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan zener. Sebagai contoh, sebuah diode zener 3.2 Volt akan menunjukan tegangan jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya tidak terbatasi, sehingga dioda zener biasanya digunakan untuk membangkitkan tegangan referensi, atau untuk menstabilisasi tegangan untuk aplikasi-aplikasi arus kecil.
Tegangan rusaknya dapat dikontrol secara tepat dalam proses doping. Toleransi dalam 0.05% bisa dicapai walaupun toleransi yang paling biasa adalah 5% dan 10%.
Efek ini ditemukan oleh seorang fisikawan Amerika, Clarence Melvin Zener.
Mekanisme lainnya yang menghasilkan efek yang sama adalah efek avalanche, seperti di dalam dioda avalanche. Kedua tipe dioda ini sebenarnya dibentuk melalui proses yang sama dan kedua efek sebenarnya terjadi di kedua tipe dioda ini. Dalam dioda silikon, sampai dengan 5.6 Volt, efek zener adalah efek utama dan efek ini menunjukan koefisiensi temperatur yang negatif. Di atas 5.6 Volt, efek avalanche menjadi efek utama dan juga menunjukan sifat koefisien temperatur positif.
Dalam dioda zener 5.6 Volt, kedua efek tersebut muncul bersamaan dan kedua koefisien temperatur membatalkan satu sama lainnya. Sehingga, dioda 5.6 Volt menjadi pilihan utama di aplikasi temperatur yang sensitif.
Teknik-teknik manufaktur yang modern telah memungkinkan untuk membuat dioda-dioda yang memiliki tegangan jauh lebih rendah dari 5.6 Volt dengan koefisien temperatur yang sangat kecil. Namun dengan munculnya pemakai tegangan tinggi, koefisien temperatur muncul dengan singkat pula. Sebuah dioda untuk 75 Volt memiliki koefisien panas yang 10 kali lipatnya koefisien sebuah dioda 12 Volt.
Semua dioda di atas, tidak perduli berapapun tenganan rusaknya, biasanya dijual dinamakan dioda Zener.

Pemakaian

Dioda Zener biasanya digunakan secara luas dalam sirkuit elektronik. Fungsi utamanya adalah untuk menstabilkan tegangan. Pada saat disambungkan secara parallel dengan sebuah sumber tegangan yang berubah-ubah yang dipasang sehingga mencatu-balik, sebuah dioda zener akan bertingkah seperti sebuah kortsleting (hubungan singkat) saat tegangan mencapai tegangan rusak diode tersebut. Hasilnya, tegangan akan dibatasi sampai ke sebuah angka yang telah diketahui sebelumnya.
Regulator tegangan dengan dioda Zener.png
Sebuah dioda zener juga digunakan seperti ini sebagai regulator tegangan shunt (shunt berarti sambungan parallel, dan regulator tegangan sebagai sebuah kelas sirkuit yang memberikan sumber tegangan tetap.

 

KOMPONEN ELRKTONIKA LAINYA

Mikrofon


Mikrofon
Mikrofon (bahasa Inggris: michrophone) adalah suatu jenis tranduser yang mengubah energi-energi akustik (gelombang suara) menjadi sinyal listrik. Mikrofon merupakan salah satu alat untuk membantu komunikasi manusia. Mikrofon dipakai pada banyak alat seperti telepon, alat perekam, alat bantu dengar, dan pengudaraan radio serta televisi.
Istilah mikrofon berasal dari bahasa Yunani mikros yang berarti kecil dan fon yang berarti suara atau bunyi. Istilah ini awalnya mengacu kepada alat bantu dengar untuk suara berintensitas rendah. Penemuan mikrofon sangat penting pada masa awal perkembangan telepon. Pada awal penemuannya, mikrofon digunakan pada telepon, kemudian seiring berkembangnya waktu, mikrofon digunakan dalam pemancar radio hingga ke berbagai penggunaan lainnya. Penemuan mikrofon praktis sangat penting pada masa awal perkembangan telepon. Beberapa penemu telah membuat mikrofon primitif sebelum Alexander Graham Bell.
Pada tahun 1827, Sir Charles Wheatstone telah mengembangkan mikrofon. Ia merupakan orang pertama yang membuat “mikrofon frase". Selanjutnya, pada tahun 1876, Emile Berliner menciptakan mikrofon pertama yang digunakan sebagai pemancar suara telepon. Mikrofon praktis komersial pertama adalah mikrofon karbon yang ditemukan pada bulan Oktober 1876 oleh Thomas Alfa Edison. Pada tahun 1878, David Edward Hughes juga mengambil andil dalam perkembangan mikrofon karbon. Mikrofon karbon tersebut mengalami perkembangan hingga tahun 1920-an.
James West and Gerhard Sessler juga memainkan peranan yang besar dalam perkembangan mikrofon. Mereka mempatenkan temuan mereka yaitu mikrofon elektrik pada tahun 1964. Pada waktu itu, mikrofon tersebut menawarkan sesuatu yang tidak dimiliki oleh mikrofon sebelumnya, yaitu harga rendah, sehingga dapat dijangkau oleh seluruh konsumen. Bagian lain dalam sejarah perkembangan mikrofon ialah revolusionalisasi mikrofon dalam industri dimana memungkinkan masyarakat umum untuk mendapatkannya. Hampir satu juta mikrofon diproduksi tiap tahunnya. Lalu pada tahun 1970-an, mikrofon dinamik dan mikrofon kondenser mulai dikembangkan. Mikrofon ini memiliki tingkat kesensitifan yang tinggi. Oleh karena itu, hingga saat ini mikrofon tersebut digunakan dalam dunia penyiaran.

Kegunaan

Mikrofon digunakan pada beberapa alat seperti telepon, alat perekam, alat bantu dengar, pengudaraan radio serta televisi, dan sebagainya. Pada dasarnya mikrofon berguna untuk membuat suara yang berintensitas rendah menjadi lebih keras. Pemilihan mikrofon harus dilakukan dengan lebih hati-hati. Hal ini dilakukan untuk mencegah berkurangnya kemampuan mikrofon dari performa yang optimal. Agar lebih efektif, mikrofon yang digunakan haruslah seimbang antara sumber suara yang ingin dicuplik, misalnya suara manusia, alat musik, suara kendaraan, atau yang lainnya dengan sistem tata suara yang digunakan seperti sound sistem untuk live music, alat perekaman, arena balap GP motor, dan sebagainya.

 Karakteristik

Karakteristik mikrofon yang harus diperhatikan ketika akan memilih sebuah mikrofon adalah:
  1. Prinsip cara kerja mikrofon
  2. Daerah respon frekuensi suara yang mampu dicuplik mikrofon
  3. Sudut atau arah pencuplikan mikrofon
  4. Output sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon
  5. Bentuk fisik mikrofon

Jenis

Mikrofon karbon

Mikrofon karbon adalah mikrofon yang terbuat dari sebuah diagram logam yang terletak pada salah satu ujung kotak logam yang berbentuk silinder. Cara kerja mikrofon ini berdasarkan resistansi variabel dimana terdapat sebuah penghubung yang menghubungkan diafragma dengan butir-butir karbon di dalam mikrofon. Perubahan getaran suara yang ada akan menyebabkan nilai resistansi juga berubah sehingga mengakibatkan perubahan pada sinyal output mikrofon.

Mikrofon reluktansi variabel

Mikrofon Reluktansi Variabel adalah mikrofon yang terbuat dari sebuah diafragma berbahan magnetik. Cara kerjanya berdasarkan gerakan diafragma magnetik tersebut. Jika tekanan udara dalam diafragma meningkat karena adanya getaran suara, maka celah udara dalam rangkaian magnetik tersebut akan berkurang, akibatnya reluktansi semakin berkurang dan menimbulkan perubahan-perubahan magnetik yang terpusat di dalam struktur magnetik. Perubahan-perubahan tersebut menyebabkan perubahan sinyal yang keluar dari mikrofon.

 Mikrofon kumparan yang bergerak

Mikrofon Kumparan yang Bergerak adalah mikrofon yang terbuat dari kumparan induksi yang digulungkan pada silinder yang berbahan non magnetik dan dilekatkan pada diafragma, kemudian dipasang ke dalam celah udara suatu magnet permanen. Sedangkan kawat-kawat penghubung listrik direkatkan pada diafragma yang terbuat dari bahan non logam. Jika diafragma bergerak karena adanya gelombang suara yang ditangkap, maka kumparan akan bergerak maju mundur di dalam medan magnet, sehingga muncullah perubahan magnetik yang melewati kumparan dan menghasilkan sinyal listrik.

Mikrofon kapasitor

Mikrofon Kapasitor adalah mikrofon yang terbuat dari sebuah diafragma berbahan logam, digantungkan pada sebuah pelat logam statis dengan jarak sangat dekat, sehingga keduanya terisolasi dan menyerupai bentuk sebuah kapasitor. Adanya getaran suara mengakibatkan diafragma bergerak-gerak. Diafragma yang bergerak menimbulkan adanya perubahan jarak pemisah antara diafragma dengan pelat statis sehingga mengakibatkan berubahnya nilai kapasitansi. Mikrofon kapasitor ini memerlukan tegangan DC konstan yang dihubungkan ke sebuah diafragma dan pelat statis melewati sebuah resistor beban, sehingga tegangan mikrofon dapat berubah-ubah seiring perubahan tekanan udara yang terjadi akibat getaran suara.

Mikrofon elektret

Mikrofon Elektret adalah jenis khusus mikrofon kapasitor yang telah memiliki sumber muatan tersendiri sehingga tidak membutuhkan pencatu daya dari luar. Sumber muatan berasal dari suatu alat penyimpan muatan yang terbuat dari bahan teflon. Bahan teflon tersebut diproses sedemikian rupa sehingga mampu menangkap muatan-muatan tetap dalam jumlah besar, kemudian mempertahankannya untuk waktu yang tak terbatas. Lapisan tipis teflon dilekatkan pada pelat logam statis dan mengandung muatan-muatan negatif dalam jumlah besar. Muatan-muatan tersebut terperangkap pada satu sisi yang kemudian menimbulkan medan listrik pada celah yang berbentuk kapasitor. Getaran suara yang ada mengubah tekanan udara di dalamnya sehingga membuat jarak antara diafragma dan pelat logam statis juga berubah-ubah. Akibatnya, nilai kapasitansi berubah dan tegangan terminal mikrofon pun juga berubah.

 Mikrofon piezoelektris

Mikrofon Piezoelektris adalah mikrofon yang terbuat dari bahan kristal aktif. Bahan ini dapat menimbulkan tegangan sendiri saat menangkap adanya getaran dari luar jadi tidak membutuhkan pencatu daya. Cara kerjanya ialah kristal dipotong membentuk suatu irisan pada bidang-bidang tertentu, kemudian dilekatkan pada elektroda atau lempengan sehingga akan menunjukkan sifat-sifat piezoelektris. Kristal akan berubah bentuk bila mendapatkan suatu tekanan sehingga akan terjadi perpindahan muatan sesaat di dalam susunan kristal tersebut. Perpindahan muatan mengakibatkan adanya perbedaan potensial diantara kedua pelat-pelat lempengan. Uniknya, kristal tersebut dapat langsung menerima getaran suara tanpa harus dibentuk menjadi sebuah diafragma, sehingga respon frekuensi yang diterima akan lebih baik dari mikrofon lainnya walaupun tingkat keluarannya jauh lebih rendah, yaitu kurang dari 1 mV.

Mikrofon pita

Mikrofon Pita ialah mikrofon yang terbuat dari pita yang bersifat sangat sensitif dan teliti. Cara kerja mikrofon ini berpedoman pada suatu pusat pita yaitu kertas perak metal tipis yang digantungkan pada suatu medan magnet. Getaran suara yang ditangkap menimbulkan terjadinya pergerakan pita. Gerakan tersebut mengakibatkan berubahnya medan magnet yang kemudian menghasilkan sinyal listrik. Oleh karena mikrofon pita pada awal kemunculannya merupakan mikrofon yang dapat menampilkan suara paling alami, maka industri rekaman dan siaran segera memanfaatkan mikrofon ini di awal tahun 1930-an. Mikrofon ini tidak memerlukan pencatu daya atau baterai dalam pengoperasiannya. Pertumbuhan besar pada jenis mikrofon ini terlihat dari besarnya minat masyarakat pada rumah perekaman yang menyediakan mikrofon pita dengan kualitas tinggi seperti mikrofon buatan perusahaan Royer AEA, yang kemudian menjadi standar bersama untuk studio perusahaan-perusahaan Cina seperti Sontronics, SE dan Golden Age.

Pengeras suara
Pengeras suara Inggris loud speaker atau speaker saja) adalah transduser yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara menggetarkan komponennya yang berbentuk selaput.
Dalam setiap sistem penghasil suara, penentuan kualitas suara terbaik tergantung dari speaker. Rekaman yang terbaik, dikodekan ke dalam alat penyimpanan yang berkualitas tinggi, dan dimainkan dengan deck dan pengeras suara kelas atas, tetap saja hasilnya suaranya akan jelek bila dikaitkan dengan speaker yang kualitasnya rendah. Sistem pada speaker adalah suatu komponen yang membawa sinyal elektronik, menyimpannya dalam CDs, tapes, dan DVDs, lalu mengembalikannya lagi ke dalam bentuk suara aktual yang dapat kita dengar. Dalam artikel ini, akan dijelaskan bagaimana sebuah speaker melakukan proses tersebut. Selain itu juga akan dibahas mengapa speaker dirancang berbeda-beda dan bagaimana perbedaan tersebut menimbulkan efek yang berbeda pula terhadap kualitasnya. Speaker adalah sebuah teknologi menakjubkan yang memberikan dampak yang sangat besar terhadap budaya kita. Namun disamping semua itu, sebenarnya speaker hanyalah sebuah alat yang sangat sederhana.

Speaker untuk televisi

Membuat suara

Pada dasarnya, speaker merupakan mesin penterjemah akhir, kebalikan dari mikrofon. Speaker membawa sinyal elektrik dan mengubahnya kembali menjadi getaran untuk membuat gelombang suara. Speaker menghasilkan getaran yang hampir sama dengan yang dihasilkan oleh mikrofon yang direkam dan dikodekan pada tape, CD, LP, dan lain-lain. Speaker tradisional melakukan proses ini dengan menggunakan satu drivers atau lebih.

Diafragma

Sebuah drivers memproduksi gelombang suara dengan menggetarkan cone yang fleksibel atau diafragma secara cepat. Cone tersebut biasanya terbuat dari kertas, plastik ataupun logam, yang berdempetan pada ujung yang lebih besar pada suspension. Suspension atau surround, merupakan ratusan material yang fleksibel yang menggerakkan cone, dan mengenai bingkai logam pada drivers, disebut basket.
Ujung panah pada cone berfungsi menghubungkan cone ke voice coil. Coil tersebut didempetkan pada basket oleh spider, yang merupakan sebuah cincin dari material yang fleksibel. Spider menahan coil pada posisinya sambil mendorongnya bergerak kembali dengan bebas dan begitu seterusnya.

Magnet

Proses spaker coil bergerak, kembali ke posisi semula dan seterusnya adalah sebagai berikut. Elektromagnet diposisikan pada suatu bidang magnet yang konstan yang diciptakan oleh sebuah magnet permanen. Kedua magnet tersebut, yaitu elektromagnet dan magnet permanen, berinteraksi satu sama lain seperti dua magnet yang berhubungan pada umumnya. Kutub positif pada elektromagnet tertarik oleh kutub negatif pada bidang magnet permanen dan kutub negatif pada elektromagnet ditolak oleh kutub negatif magnet permanen. Ketika orientasi kutub elektromagnet bertukar, bertukar pula arah dan gaya tarik-menariknya. Dengan cara seperti ini, arus bolak-balik secara konstan membalikkan dorongan magnet antara voice coil dan magnet permanen. Proses inilah yang mendorong coil kembali dan begitu seterusnya dengan cepat. Sewaktu coil bergerak, ia mendorong dan menarik speaker cone. Hal tersebut menggetarkan udara di depan speaker, membentuk gelombang suara. Sinyal audio elektrik juga dapat diinterpretasikan sebagai sebuah gelombang. Frekuensi dan amplitudo dari gelombang ini, yang merepresentasikan gelombang suara asli, mendikte tingkat dan jarak pergerakan voice coil. Sehingga dapat disimpulkan bahwa frekuensi dan amplitudo dari gelombag suara diproduksi oleh diafragma.
Speaker tradisional memproduksi suara dengan cara mendorong dan menarik elektromagnet yang menyerang cone yang fleksibel. Walaupun drivers pada dasarnya memiliki konsep yang sama, namun ukuran dan kekuatan yang dimiliki berbeda-beda. Tipe-tipe dasar drivers antara lain : woofers, tweeters, dan midrange.
Woofers merupakan tipe drivers yang paling besar yang dirancang untuk menghasilkan suara dengan frekuensi rendah. Tweeters memiliki unit-unit yang lebih kecil dan dirancang untuk menghasilkan frekuensi paling tinggi. Sedangkan midrange, mampu menghasilan jarak frekuensi yang berada di tengah-tengah spektrum suara.
Untuk dapat membuat gelombang frekuansi yang lebih tinggi, diafragma drivers harus bergetar lebih cepat. Hal ini lebih sulit dilakukan dengan cone yang berukuran besar karena berarti, massa cone tersebut juga besar. Oleh sebab itu, sulit mendapatkan drivers yang kecil untuk dapat bergetar cukup lambat agar dapat menghasilkan suara dengan frekuensi sangat rendah.

Sistem crossover pada speaker elektronik

Pada prakteknya, speaker elektronik memerlukan pemisahan antara woofer dengan daerah lain secara elektronik, yaitu dengan cross over aktif. Dalam hal ini, terdapat beberapa sistem cross over, yaitu sistem dua jalur dan tiga jalur.sistem seri dan paralel.

Sistem dua jalur

Penggunaan speaker elektronik yang paling sederhana adalah sistem 2 jalur atau sistem bi-amp, yang bisa memberi hasil yang memuaskan. Keuntungannya adalah pengecilan distorsi TIM (transient intermodulation) dan bisa menyetel bass dan treble secara mandiri. Frekuensi peralihan dipilih 340 Hz (di atas frekuensi resonansi asli). Hal ini dirancang untuk penggunaan kotak speaker kecil. Bila anda menggunakan sub woofer untuk kanalbawah ini, dan harus diubah dibawah 100 Hz. Frekuensi resonansi untuk kotak lebih besar 20-40 Hz, kotak sedang 40-80 Hz, kotak kecil 80 Hz keatas.
Daya power amplifier B1 sebagai pengendali woofer dipilih sesuai kebutuhan kita. Daya woofer SP1 perlu dilebihkna dari daya amplifier, karena sistem umpan balik akan banyak menambah tenaga yang diberikan ke woofer. Untuk ruang biasa daya amplifier yang cocok 20-30 Watt. Hendaknya dipilih power amplifier yang cocok untuk penggunaan nada rendah dan mempunyai faktor damping besar. Speaker SP2 bisa menggunakan tweeter saja (tweeter dan super tweeter, mid range dan tweeter ataupun mid range dan super tweeter) dengan pemisahan konvrnsional menggunakan crossoveraktif, yang akan memberikan hasil memuaskan. Pilihan lain untuk sistem bi-amp adalah penggunaan speaker lengkap dalam kotak kecil sebagai SP2 dan sub woofer untuk kanal bawah yang terpisah.

 Sistem tiga jalur

Sistem ini mirip dengan sistem 2 jalur, namun di sini nada tengah dipisahkan dengan band pass filter. Ada beberapa kemungkinan yang bisa diambil mengenai speaker-speaker. Pilihan pertama: SP1 woofer, SP2 mid range, SP3 tweeter. Pilihan kedua : SP1 sub woofer, SP2 mid range, SP3 super tweeter (frekuensi peralihan di bawah 100 Hz dan di atas 15 KHz). Pilihan ketiga : SP1 sub woofer, SP2 speaker lengkap (woofer, mid range, tweeter dengan cross over pasif), SP3 super tweeter. Persyaratan power amplifier sama dengan sistem 2 jalur. Penyetelan P3 dilakukan melalui pendengaran pada sistem yang sudah terpasang. Mula-mula dari sisi ground diputar perlahan sampai dengungan yang menyatakan adannya osilasi. Penyetelan optimum didapat dengan memutarnya mundur sedikit dari posisi mula-mula.

Sirkuit analog

Sirkuit Analog atau rangkaian Analog adalah jenis rangkaian elektronika yang dipakai untuk memproses signal atau isyarat yang bersifat kontinyu. Perubahan signal dalam rangkaian Analog ini adalah sedikit demi sedikit meliputi semua titik pada amplitudo signal maximum dan minimumnya. Hal ini berbeda dengan watak dalam signal digital, di mana signal hanya dua macam tingkat saja: tinggi (menyatakan 1) dan rendah (menyatakan 0).

Penguat

Penguat (bahasa Inggris: Amplifier) adalah komponen elektronika yang dipakai untuk menguatkan daya (atau tenaga secara umum). Dalam bidang audio, amplifier akan menguatkan signal suara (yang telah dinyatakan dalam bentuk arus listrik) pada bagian inputnya menjadi arus listrik yang lebih kuat di bagian outputnya. Besarnya penguatan ini sering dikenal dengan istilah gain. Nilai dari gain yang dinyatakan sebagai fungsi frekuensi disebut sebagai fungsi transfer.

Sebuah penguat suara elektronik
Jadi gain merupakan hasil bagi dari daya di bagian output (Pout) dengan daya di bagian inputnya (Pin) dalam bentuk fungsi frekuensi. Ukuran dari gain, (G) ini biasanya memakai decibel (dB). Dalam bentuk rumus hal ini dinyatakan sebagai berikut:
G(dB)=10log(Pout/Pin)).
Pout adalah Power atau daya pada bagian output, dan Pin adalah daya pada bagian inputnya.

Girator

Girator atau pembalik impedansi positif adalah sebuah sirkuit elektronik yang membalikkan impedansi. Dengan kata lain, membuat sirkuit kapasitif menjadi bersifat induktif, tapis lulus-jalur menjadi tapis stop-jalur, dan sebagainya. Ini digunakan terutama pada desain filter aktif dan pengompakan sirkuit.


Induktor tersimulasi


Sebuah contoh girator yang mensimulasikan induktansi, dengan rangkaian ekivalen dibawahnya.
Fungsi utama dari girator adalah untuk mensimulasi unsur induktif pada sirkuit elektronik kecil atau sirkuit terintegrasi. Sebelum penemuan transistor, lilitan kawat dengan induktansi tinggi digunakan untuk membuat tapis elektronik. Induktor yang sebenarnya dapat digantikan dengan rangkaian yang lebih kecil yang terdiri dari kondensator, penguat dan resistor. Hal ini sangat penting pada teknologi sirkuit terintegrasi karena induktor biasanya secara relatif sangat besar. Selain itu, pada kenyataannya, kondensator yang ada biasanya lebih dekat kepada keadaan ideal daripada induktor. Karena itu, sebuah induktor sintetik terbuat dari girator mungkin jauh lebih dekat pada induktor ideal daripada yang bisa dilakukan dengan induktor sebenarnya. Selain itu, penggunaan girator mungkin menambah kualitas jaringan tapis daripada jika menggunakan induktor. Faktor Q dari sebuah induktor sintetis juga dapat ditentukan dengan mudah. Walaupun begitu, girator tidak dapat menggantikan induktor yang digunakan untuk menimbulkan efek 'flyback', seperti pembuatan gaya elektromotif lawan yang besar saat terjadi perubahan arus.

Cara kerja sirkuit

Sirkuit ini bekerja dengan cara membalik efek kapasitansi kondensator. Efek yang diinginkan pada girator adalah induktansi "L" dengan resistansi deret RL: Z = R_\mathrm{L} + j \omega L \,\! Impedansi masukan sirkuit op-amp adalah: Z_\mathrm{in} = \left( R_\mathrm{L} + j \omega R_\mathrm{L} R C \right) \| \left( R + {1 \over {j \omega C}} \right) Dengan RLRC = L, dapat terlihat bahwa impedansi dari induktor tersimulasi adalah impedansi yang diinginkan yang berjajar dengan impedansi dari C dan R. Pada desain yang umum, R dibuat cukup besar sehingga persamaan menjadi: Z_\mathrm{in} = R_\mathrm{L} + j \omega R_\mathrm{L} R C \,\! Ini sama dengan resistansi RL berderet dengan induktansi L = RLRC. Pada penggunaan biasa, induktansi dan resistansi dari girator jauh lebih besar daripada induktor sesungguhnya. Girator dapat digunakan untuk membuat induktor dalam jangkah mikrohenry hingga megahenry. Induktor asli biasanya terbatas hanya hingga puluhan henry dengan resistansi deret diantara beberapa mikroohm hingga beberapa ratus ohm. Resistansi deret dari girator bergantung pada topologi sirkuit yang digunakan, tetapi biasanya diantara puluhan ohm hingga ratusan kiloohm. Untuk frekuensi yang sama, sebuah girator mempunyai induktansi yang jauh lebih besar, kapasitansi yang jauh lebih rendah, tetapi resistansioya lebih tinggi. Girator pada umumnya memiliki tingkat ketepatan yang lebih tinggi daripada induktor, dikarenakan kondensator presisi jauh lebih murah daripada induktor presisi.

Penggunaan

Penggunaan utama dari girator adalah untuk menggantikan induktor yang terlalu besar, berat dan mahal. Sebagai contoh, tapis lulus jalur dapat dibangun dengan menggunakan kondensator, resistor dan penguat, tanpa induktor. Sirkuit girator sering digunakan pada peranti telepon yang terhubung ke sistem POTS. Memungkinkan telepon untuk menjadi lebih kecil. Girator juga digunakan untuk equalizer grafik hi-fi, equalizer parametrik, filter lulus-jalur, filter stop-jalur, filter desah, dan filter sinyal pembantu FM. Ada beberapa penggunaan dimana penggunaan girator sebagai pengganti induktor tidak memungkinkan.
  • Tegangan tinggi, dimana tegangan jauh melebihi tegangan kerja penguat.
  • Sistem frekuensi radio, dimana induktor untuk frekuensi radio relatif kecil dan mudah dibuat.
  • Pengubah daya, dimana lilitan digunakan sebagai penyimpan daya sementara.

Elektronika digital

Elektronika digital adalah sistem elektronika yang menggunakan isyarat digital. Elektronika digital adalah representasi dari aljabar boolean dan digunakan di komputer, telpon genggam dan berbagai produk konsumen lainnya. Dalam sebuah sirkuit digital, sinyal direpresentasikan dengan satu dari dua macam kondisi yaitu 1 (high, active, true,) dan 0 (low, nonactive, false). Atau jika direspresentasika dalam tegangan 1 dapat berarti tegangan maksimum (umumnya 5 V atau 3 V) dan 0 berarti tegangan minimum (umumnya 0 v, tapi ada pula yang 2,5 V). hal ini dikarenakan varian dari bahan pembuatnya.

Gerbang logika

Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay), cairan, optik dan bahkan mekanik.

Ringkasan jenis-jenis gerbang logika

Nama Fungsi Lambang dalam rangkaian Tabel kebenaran
IEC 60617-12 US-Norm DIN 40700 (sebelum 1976)
Gerbang-AND
(AND)		 Y = A \wedge B

Y = A\cdot B

Y = A\,B		 Logic-gate-and-iec.png Logic-gate-and-us.svg Logic-gate-and-de.png
A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Gerbang-OR
(OR)		 Y = A \vee B

Y = A + B\!		 Logic-gate-or-iec.png Logic-gate-or-us.png Logic-gate-or-de.png
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Gerbang-NOT
(NOT, Gerbang-komplemen, Pembalik(Inverter))		 Y = \overline{A}

Y = \neg A		 Logic-gate-inv-iec.png Logic-gate-inv-us.png Logic-gate-inv-de.png \
A Y
0 1
1 0
Gerbang-NAND
(Not-AND)		 Y = \overline{A \wedge B}

Y = A \overline{\wedge} B

Y = \overline{A\,B}		 Logic-gate-nand-iec.png Logic-gate-nand-us.png Logic-gate-nand-de.png
A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Gerbang-NOR
(Not-OR)		 Y = \overline{A \vee B}

Y = A \overline{\vee} B

Y = \overline{A + B}		 Logic-gate-nor-iec.png Logic-gate-nor-us.png Logic-gate-nor-de.png
A B Y
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Gerbang-XOR
(Antivalen, Exclusive-OR)		 Y = A \,\underline{\lor}\, B

Y = A \oplus B		 Logic-gate-xor-iec.png Logic-gate-xor-us.png Logic-gate-xor-de.png
atau
Logic-gate-xor-de-2.png
A B Y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Gerbang-XNOR
(Ekuivalen, Not-Exclusive-OR)		 Y = \overline{A \,\underline{\lor}\, B}

Y = A \,\overline{\underline{\lor}}\, B

Y = \overline{A \oplus B}		 Logic-gate-xnor-iec.png Logic-gate-xnor-us.png

Flip-flop

Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit data secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang tersimpan tersebut. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial.

Pencacah biner

Penghitung atau pencacah (bahasa Inggris: counter) adalah rangkaian sirkuit digital atau kadang-kadang berbentuk chip yang bisa dipakai untuk menghitung pulsa atau sinyal digital yang umumnya dihasilkan dari osilator. Penghitung ini bisa menghitung pulsa secara biner murni (binary counter) ataupun secara desimal-terkodekan-secara-biner (decimal counter).

Pencacah 4 bit

 Perbedaan

Dalam penghitung biner murni, angka 9 dinyatakan dalam bentuk bilangan biner 1001, dan berikutnya angka 10 dinyatakan dalam bentuk biner 1010. Sedangkan dalam penghitung desimal-terkodekan-secara-biner, angka 9 adalah biner 1001, tetapi angka 10 dinyatakan dalam bentuk: 0001 0000. Angka desimal 100 dalam biner murni adalah 1100100, sedangkan dalam BCD adalah 0001 0000 0000 (3 buah digit desimal masing-masing dari kelompok 4 bit). Untuk jelasnya, angka desimal 0 sampai 17 (yang kita kenal sehari-hari), jika dinyatakan dalam bilangan biner murni dan biner BCD ( dengan 5 bit), akan nampak seperti di bawah ini. Angka 0 sampai 9 mempunyai bentuk biner murni dan biner BCD yang sama, tetapi mulai dari angka 10 keduanya belainan.
Biner murni Biner BCD
0 0000 0 0000
0 0001 0 0001
0 0010 0 0010
0 0011 0 0011
0 0100 0 0100
0 0101 0 0101
0 0110 0 0110
0 0111 0 0111
0 1000 0 1000
0 1001 0 1001
0 1010 1 0000
0 1011 1 0001
0 1100 1 0010
0 1101 1 0011
0 1110 1 0100
0 1111 1 0101
1 0000 1 0110
1 0001 1 0111
dst...
Rangkaian penghitung ini kebanyakan dipakai dalam alat penghitung pulsa putaran mesin, atau putaran roda kendaraan. Berdasarkan jumlah pulsa yang terhitung per detik atau per menit, kita dapat menentukan kecepatan putaran mesin, kecepatan jalannya kendaraan, jarak yang ditempuh, dll. Misalnya, kalau jumlah putaran per detik dari roda kendaraan adalah 10, dan panjang busur lingkaran (keliling) roda ban itu = 1 meter, maka kendaraan itu berjalan sepanjang 10 meter per detik. Dengan kata lain jika dinyatakan dalam km/jam, kecepatan kendaraan itu menjadi 10*60*60 = 36.000 meter per jam, atau 36 km/jam. Alat penghitung ini (baik yang biner maupun desimal BCD) merupakan bagian penting dalam sistem peralatan digital dan penggunaannya dalam bidang industri. Selain untuk menghitung pulsa putaran, penghitung/pencacah juga dipakai untuk menghitung pulsa waktu, alat yang penting dalam bidang telekomunikasi yaitu untuk mencatat lama pembicaraan. Penghitung bisa dipakai juga untuk mengontrol robot kapan harus aktif (pada jam berapa, atau setelah berapa menit lagi). Banyak contoh lain yang bisa disebutkan mengenai penggunaan penghitung ini dalam bidang kontrol dan elektronika digital.

Pencacah dengan menggunakan flip-flop JK
Bagi masyarakat awam, penghitung bisa diartikan sebagai kalkulator yang dipakai untuk menghitung untuk keperluan sehari-hari. Ada dua macam kalkulator: penghitung sederhana, dan penghitung ilmiah (scientific calculator). Dalam penghitung sederhana, kita hanya bisa menghitung: + - * / % kwadrat, 1/x, dan operasi memori saja (cukup untuk keperluan penghitung rumah tangga sehari-hari). Sedangkan pada scientific calculator, kita bisa menghitung rumus matematika yang lebih rumit, seperti: pangkat, exp, ln, sin, cosin, tg, dll. Kebanyakan dari kita sekarang tidak perlu membeli kalkulator ini, karena dalam komputer PC kita (MS Windows dan MS Office) di dalamnya sudah disediakan kalculator.

Register prosesor

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
(Dialihkan dari Register)
Langsung ke: navigasi, cari
Register prosesor, dalam arsitektur komputer, adalah sejumlah kecil memori komputer yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan eksekusi terhadap program-program komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum digunakan. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang dieksekusi dalam waktu tertentu. Register prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hierarki memori: ini berarti bahwa kecepatannya adalah yang paling cepat; kapasitasnya adalah paling kecil; dan harga tiap bitnya adalah paling tinggi. Register juga digunakan sebagai cara yang paling cepat dalam sistem komputer untuk melakukan manipulasi data. Register umumnya diukur dengan satuan bit yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit", "register 16-bit", "register 32-bit", atau "register 64-bit" dan lain-lain. Istilah register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang didefinisikan oleh set instruksi. untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi Intel x86 mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan register 32-bit.

Jenis register

Register terbagi menjadi beberapa kelas:
  • Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
  • Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori.
  • Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
  • Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).
  • Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya.
  • Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD.
  • Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register.
  • Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.

 Ukuran register

Tabel berikit berisi ukuran register dan padanan prosesornya
Register Prosesor
4-bit Intel 4004
8-bit Intel 8080
16-bit Intel 8086, Intel 8088, Intel 80286
32-bit Intel 80386, Intel 80486, Intel Pentium Pro, Intel Pentium, Intel Pentium 2, Intel Pentium 3, Intel Pentium 4, Intel Celeron, Intel Xeon, AMD K5, AMD K6, AMD Athlon, AMD Athlon MP, AMD Athlon XP, AMD Athlon 4, AMD Duron, AMD Sempron
64-bit Intel Itanium, Intel Itanium 2, Intel Xeon, Intel Core, Intel Core 2, AMD Athlon 64, AMD Athlon X2, AMD Athlon FX, AMD Turion 64, AMD Turion X2, AMD Sempron

Penjumlah biner

Penjumlah atau Adder adalah komponen elektronika digital yang dipakai untuk menjumlahkan dua buah angka dalam sistem bilangan biner. Dalam komputer dan mikroprosesor, Adder biasanya berada di bagian ALU (Arithmetic Logic Unit). Sistem bilangan yang dipakai dalam proses penjumlahan, selain bilangan biner, juga 2's complement untuk bilangan negatif, bilangan BCD (binary-coded decimal), dan excess-3. Jika sistem bilangan yang dipakai adalah 2's complement, maka proses operasi penjumlahan dan operasi pengurangan akan sangat mudah dilakukan.

Diagram sirkuit Half-Adder
Pembicaraan mengenai Adder biasanya dimulai dari Half-Adder, kemudian Full-Adder, dan yang ketiga adalah Ripple-Carry-Adder. Pada Half-Adder, berdasarkan dua input A dan B, maka output Sum, S dari Adder ini akan dihitung berdasarkan operasi XOR dari A dan B. Selain output S, ada satu output yang lain yang dikenal sebagai C atau Carry, dan C ini dihitung berdasarkan operasi AND dari A dan B. Pada prinsipnya output S menyatakan penjumlahan bilangan pada input A dan B, sedangkan output C menyatakan MSB (most significant bit atau carry bit) dari hasil jumlah itu.
S = (A \oplus B)
C = (A \cdot B)
Tabel logika/kebenaran dari Half-Adder akan mengikuti seperti berikut:
Input Output
A B C S
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0

Diagram blok Full-Adder
Rangkaian Full-Adder, pada prinsipnya bekerja seperti Half-Adder, tetapi mampu menampung bilangan Carry dari hasil penjumlahan sebelumnya. Jadi jumlah inputnya ada 3: A, B dan Ci, sementara bagian output ada 2: S dan Co. Ci ini dipakai untuk menampung bit Carry dari penjumlahan sebelumnya.
S = (A \oplus B) \oplus C_i
C_o = (A \cdot B) + (C_i \cdot (A \oplus B)) = (A \cdot B) + (B \cdot C_i) + (C_i \cdot A)

Diagram sirkuit Full-Adder
Input Output
A B Ci Co S
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 0 1
0 1 1 1 0
1 0 0 0 1
1 0 1 1 0
1 1 0 1 0
1 1 1 1 1
Rangkaian dari n buah Full-Adder bisa dipakai untuk menjumlahkan n bit bilangan biner. Maka dalam hal ini, kita akan memperoleh rangkaian yang disebut Ripple-Carry-Adder.

Diagram sirkuit untuk ripple carry adder 4-bit

Mikroprosesor


Mikroprosesor Intel tipe Core i7 keluaran tahun 2008
Sebuah mikroprosesor (sering dituliskan: µP atau uP) adalah sebuah central processing unit (CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor.
Sebelum berkembangnya mikroprosesor, CPU elektronik terbuat dari sirkuit terintegrasi TTL terpisah; sebelumnya, transistor individual; sebelumnya lagi, dari tabung vakum. Bahkan telah ada desain untuk mesin komputer sederhana atas dasar bagian mekanik seperti gear, shaft, lever, Tinkertoy, dll.
Evolusi dari mikroprosesor telah diketahui mengikuti Hukum Moore yang merupakan peningkatan performa dari tahun ke tahun. Teori ini merumuskan bahwa daya penghitungan akan berlipat ganda setiap 18 bulan, sebuah proses yang benar terjadi sejak awal 1970-an; sebuah kejutan bagi orang-orang yang berhubungan. Dari awal sebagai driver dalam kalkulator, perkembangan kekuatan telah menuju ke dominasi mikroprosesor di berbagai jenis komputer; setiap sistem dari mainframe terbesar sampai ke komputer pegang terkecil sekarang menggunakan mikroprosesor sebagai pusatnya.

Karakteristik Mikroprosesor

Berikut adalah karakteristik penting dari mikroprosesor :
  1. Ukuran bus data internal (internal data bus size): Jumlah saluran yang terdapat dalam mikroprosesor yang menyatakan jumlah bit yang dapat ditransfer antar komponen di dalam mikroprosesor.
  2. Ukuran bus data eksternal (external data bus size): Jumlah saluran yang digunakan untuk transfer data antar komponen antara mikroprosesor dan komponen-komponen di luar mikroprosesor.
  3. Ukuran alamat memori (memory address size): Jumlah alamat memori yang dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.
  4. Kecepatan clock (clock speed): Rate atau kecepatan clock untuk menuntun kerja mikroprosesor.
  5. Fitur-fitur spesial (special features): Fitur khusus untuk mendukung aplikasi tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya.



Dari Wikipedia
Diposting oleh di
Label:

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)