Peranan Komponen Elektronika dalam Komunikasi


RADIO

A. GELOMBANG ELEKTRONIKA
Dalam pembahasan ini akan dibahas gelombang elegtromagnetik berdasarkan perbedaan frekuensinya. Pembahasan diawali dengan penentuan Maxwell yang menakjukan tentang gelombang elektromagnetik yang merambat melalui angkasa dengan cepat rambat cahaya. Penemauan tersebut telah mempengaruhi berbagai sistem komunikasi praktis, termasuk radio. Gelombang elektromagnetik meliputi tentang spektrum yang cukup luas, mulai dari 105 Hz untuk gelombang radio sampai dengan orde 1021Hz untuk sinar gamma.
1. Teori James Clark Maxwell (1831-1879)
James Clark Maxwell (1831-1879) seorang sarjana inggris mengemukakan bahwa: “perubahan medan magnet dapat menimbulkan medan listrik, dan sebaliknya perubahan medan listrik dapat menimbulkan medan magnet”.
a Kecepatan rambat gelombang elektromagnetik
Sebagaimana gelombang melanisa baik jenis longitudinal maupun transveral yang perambatanya selalu membutuhkan medium, mempunyai kecepatan v, dan panjang gelombang , dan frekuensi f. gelombang elektromagnetik merupakan jenis gelombang trasveral. Namun dalam perambatanya tidak memerlukan medium dan tergantung dari besaran-besaran listrik dan magnetik. Walaupun demikian oleh Maxwell hanya tergantung oleh 2 faktor saja, yaitu sebagai berikut.
1 Permitivitas listrik / dielektris o
2 Permitivitas magnet o
factor-faktor tersebut sesuai dengan sifat dan jenis-jenis kedua gelombang tersebut. Jadi kalau gelombang elegtromagnetik merambat dalam ruang hampa atau udara, maka hanya tergantung pada o dan o. melalui suatu penjabaran besarnya cepat rambat gelombang elektromagnetik ialah.

di mana : o = 8,85 X 10 -12 C/N m2
o = 12,57 X 10-7 Weber/ amp. M
Maka :

c = 299200000 m/s
atau c = 300.000.000 m/s
= 3.108 m/s

Selanjutnya hubungan antara frekuensi f, panjang gelombang , dan kecepatan C gelombang elegtromagnetik dirumuskan sebagai:
c = .f
di mana c = kecepatan rambat cahaya (3.108 m/s)
= panjang gelombang (m)
f = frekuensi gelombang (Hert atau Hz)

Selain kecepatan pada ruang hampa ataupun udara, Maxwell juga dapat menunjukan gejala-gejala pada gelombang elektromagnetik antara lain sebagai berikut.
1. Refleksi (pemantulan)
2. Reflaksi (pembiasan)
3. Difraksi (pembelokan)
4. polarisasi (pengkutuban)
Gejala-gejala ini persis sama dengan sifat-sifat cahaya. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa cahaya adalah gelombang elektromagnetik. Di bawah ini merupakan sumber-sumber gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut.
1. Sinar ultra ungu dari : busur karbon, lampu mencury, dan sinar matahari
2. Sinar infa merah dari : api, tanur, dan sinar matahari
3. Sinar X dari : penghentian electron cepat dari logam
4. Sinar gamma ( ) dari : reaksi inti, peluruhan radio aktif.
5. Gelombang radio, radar, dan TV
6. Sinar kosmis
b Spekrum Gelombang Elektromagnetik
Semua gelombang elektromagnetik mempunyai kesamaan kecepatan rambatnya yaitu 3.108 m/detik. Sedangkan perbedaanya terletak pada besarnya frekuensi dan panjang gelombang. Tingkatan-tingkatan spektrum gelombang elektromagnetik berdasarkan frekuensi dan panjang gelombang.
Broad cast-band (gelombang menengah) dipakai untuk siaran radio sebagai alat komunikasi. Frekuensi gelombang ini sekitar 1 MHz (atau sekitar 108 Hz). Gelombang ini mudah dipantulkan ion-ion yang terdapat pada lapisan ionosfer, sehingga jangkauannya sangat luas.
Gelombang bermodulasi dapat ditangkap oleh pesawat penerima yang diperlengkapi dengan dektor ialah suatu alat untuk memisahkan gelombang tersebut menjadi gelombang berfrekuensi tinggi dan berfrekuensi rendah lagi.
Gelombang pendek (short radio waves, sering haqnya disingkat S.W =short waves) dengan frekuensi sekitar 108 Hz dan panjang gelombangnya beberapa m. gelombang ini dapat menembus lapisan ionosfer. Sering dipakai sebagai pembawa gelombang TV (Televise –> tele =jauh; visi = pandangan ) dengan pengubahan frekuensi atau system modulasi frekuensi.
Pesawat pada instalasi pemancar gelombang radar diperlengkapi dengan pesawat penerima yang memiliki antena penerima untuk menangkap sesuatu tanda. Misalnya selama t, maka jarak kapal terbang musuh terhadap pemancar ialah

Dimana c = kecepatan cahaya di udara

B. PRINSIP RADIO PEMANCAR
Pemancar radio terdiri dari 3 komponen utama, yakni mikrofon, rangkaian pemancar, dan antenna pemancar. Secara ringkas cara kerja pemancar radio adalah seperti berikut.
1. mikrofon mengubah bunyi menjadi sinyal listrik.
2. rangkaian pemancar mengubah sinyal listrik menjadi gelombang elektromagnetik
3. antenna memancarkan gelombang elektromagnetik sehingga daqpat merambat ketempat yang jauh.
a Mikrofon
Mikrofon berfungsi untuk mengubah bunyi menjadi sinyal listrik. Mikrofon ditempatkan di depan atau di sekitar pembaca berita atau penyaji. Sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon selanjutnya menuju ke rangkaian pemancar.
b Rangkaian pemancar
Rangkain pemancar berfungsi untuk mengubah sinyal listrik yang berasal dari mikrofon menjadi gelombang elektro-magnetik. Rangkaian pemancar terdiri dari osilator, penguat frekuensi radio, penguat frekuensi audio, dan modulator.
c Antenna pemancar
Gelombang terbawa termodulasi yang dihasilkan oleh rangkaian pemancar selanjutnya dikirim ke segala penjuru melalui antenna pemancar. Oleh karena gelombang pembawa termodulasi termasuk gelombang elektromagnetik, maka kecepatanya adlah 300.000.000 m/s atau 3.108 m/s

C. PRINSIP RADIO PENERIMA
Pesawat penerima radio mengubah gelombang elektromagnetik yang dipancarkan antena pemancar menjadi gelombang bunyi. Pesawat penerima radio terdiri dari 3 komponen utama, yaitu antena penerima, rangkaian penerima, dan loudspeaker.
Antena penerima berfungsi untuk menerima gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tertentu. Rangkaian penerima akan mengubah gelombang elektromagnetik yang diterima antenna menjadi sinyal listrik lalu memperkuatnya. Sinyal listrik selanjutnya diubah menjadi bunyi oleh loudspeaker.

Jenis pesawat penerima radio
Pesawat penerima radio ada 2 jenis, yaitu pesawat penerima langsung dan pesawat superheterodin.
Pesawat penerima langsung adalah pesawat yang menerima sinyal secara langsung. Sedangkan pesawat penerima superheterodin adalah penala (tuner) harus memilih sinyal yang frekuensinya tepat sehingga penerima hanya akan bereaksi pada frekuensi ini.

KOMPONEN DASAR ELEKTRONIKA
A. KOMPONEN AKTIF DAN KOMPONEN PASIF
Perkembangan teknologi yang semakin pesat, khususnya di bidang elektronika kita untuk lebih aktif berperan mengenal, memahami dan menguasai ilmu pengetahuan dan teknologi secara umum, khususnya elektronika.
Dalam elektronika terdapat komponen dasar elektronka yang terdiri dari : resistor, kapasitor, induktor dioda, dan transistor. Komponene-komponen tesebut di atas terbagi menjadi dua macam yaitu : komponen aktif, dan komponene pasif. Resistor, kapasitor, induktor dan transformator merupakan contoh-contoh dari komponen pasif.
Sedangkan komponen-komponen dasar di luar komponen pasif disebut dengan komponen aktif misalnya : transistor, dioda, dan rangkaian terpadu ( intergrated circuit/ IC). Transistor dapat berfungsi kalau diberi tegangan dan arus suatu satu daya dari luar, sehingga transistor ini memerlukan catu daya untuk melakukan kerjanya.
1. Komponen Pasif Elektronika
a Resistor
Sebagai komponen pasif, resistor yang bekerjanya tanpa memerlukan catu daya umum dikenal dalam suatu rangkaian penghambat arus. Namun, selain sebagai penghambat arus, resistor dapat bertindak sebagai pembagi tegangan. Resistor-resistor dalam suatu rangkaian dapat dipasang secar seri maupun paralel dengan komponen sejenis atau lainnnya sesuai dengan kebutuhan dan fungsinya. Selain bentuk dan fungsinya, berdasarkan pembuatannya resistor terdiri dari beberapa jenis di antaranya sebagai berikut :
1. terbuat dari film karbon dengan cincin warna yang ada.
2. resistor-resistor khusus seperti potensiometer.
Satuan resistor dinyatakan dalam Ohm ( ), kilo ohm (K ) dan mega ohm (M ). Sebagai contoh R1 = 120 , R2 = 18 K , dan R3 = 23 M . Tiap warna pada resistor mempunyai kode tersendiri yang menyatakan suatu bilangan. Cincin ( lingkaran ) pertama menyatakan angka pertama, cincin ke-2 menyatakan angka kedua, dan cincin ke-3 menyatkan jumlah nol setelah dua angka sebelumnya. Sedangkan cincin ke-4 menyatakan toleransinya.
Contoh :
Tiga buah resistor masing-masing memiliki cincin berwarna antara lain :
a Coklat- merah- coklat- perak
b Kuning- ungu- orange- perak
c Coklat- hijau- hijau- emas
Penyelesaian nya :
Coklat- merah- coklat- perak = 120 10%
Kuning- ungu- orange- perak = 47.000 10%
= 47 k 10%
Coklat- hijau-hijau-emas = 1.500.000 5%
= 1.5 M 5%
Toleransi dinyatakan dalam persentase nilai resistor. Misalkan sebuah resistor mamiliki nilai toleransi 10%, maka toleransi yang diperbolehkan adalah 20 yaitu X 200 . Sehingga nilai resistor terletak antara 180 – 220 ( R = 200 20 ).
b Kapasitor
Kapasitor atau kondensator adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi listrik dalam bentuk muatan listrik selama waktu tertentu tanpa disertai reaksi kimia. Aki juga dapat menyimpan energi listrik, tetapi disertai reaksi kimia.
Pada dasarnya, kapasitor terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh suatu bahan isolator. Kedua konduktor disebut elektroda, sedangkan bahan isolatornya disebut dielektrik. Kapasitor merupakan elemen penting dalam peralatan listrik dan elektronika nodern, terutama radio, televise, dan perlengkapan telepon.
Berdasarkan bahan dielektrik dan penggunaannya, kapasitor dibagi atas berbagai jenis, diantaranya :
1 Kapasitor variable (varco) dipakai dipakai untuk tuning pesawat radio atau mencari gelombang radio. Kapasitor ini menggunakan udara sebagai bahan dielektriknya. Kapasitor variabel mempunyai pelat yang tidak dapat digerakkan (stator) dan pelat yang dapat digerakkan (rotor). Pellet biasanya terbuat dari aluminium.
2 Kapasitor keramik mempunyai dielektrik yang terbuat dari keramik. Kapasitor ini mempunyai elektroda logam dan dielektriknya terdiri dari campuran titanium oksida dan oksida lain.
3 Kapasitor kertas mempunyai dielektrik yang terbuat dari kertas. Kapasitor kertas mempunyai lapisan-lapisan kertas setebal 0,02-0,05 mm diantara dua lembaran kertas aluminium.
4 Kapasitor plastik mempunyai selaput plastik sebagai dielektrik. Kapasitor ini mempunyai elektroda logam dan lapisan dielektrik terbuat dari polisterin, miliar, atau teflon setebal 0,0064 mm.
5 Kapasitor elektrolit (elco) mempunyai dielektrik berupa aluminum oksida. Elektroda positif terbuat dari logam, seperti aluminium atau tantalum, sedangkan elektroda negatifnya berupa bahan elektrolit.
2. Komponen Aktif Elektronika
a Dioda
Dioda adalah komponen elektronika yang mempunyai dua elektroda. Pembuatan dioda dengan metode dengan metode sambungan, yaitu menyambungkan semikonduktor tipe-N dan tipe-P.
Dioda silikon terbuat dari silikon yang dicampur dengan bahan tertentu. Tegangan antara katoda dan anoda untuk dioda silikon sekitar 0,6 volt. Seringkali katoda yang terdapat dalam dioda diberi tanda berupa cincin berwarna, suatu titik, atau suatu takikan.
Dioda silikon dapat digunakan sebagai rectifier ( penyearah arus) sekaligus sebagai adaptor (penyesuai tegangan bolak-balik). Apabila anoda dihubungkan dengan kutub positif dan katoda dihubungkan dengan kutub negatif baterai, maka arus listrik dapat mengalir melalui dioda tersebut. Akan tetapi, jika anoda dihubungkan dengan kutub negatif baterai dan katoda dihubungkan dengan kutub positif, maka arus listrik tidak dapat mengalir melalui dioda.
b Trioda
Trioda adalah sebuah tabung electron yang mempunyai 3 elektroda, yaitu katoda, anoda, dan kisi. Perbedaan triode dengan dioda ialah pada trioda terdapat elektroda ketiga yang ditempatkan antara katoda pijar (K) dan anoda (A). Elektroda ini dinamakan kisi. Peranan kisi ialah memudahkan electron begerak ke anoda (A) kerena pengaruh muatan negatif.
c Semi Konduktor
1. Pita Energi (energy bands)
Ketika atom silikon membentuk kristal, orbit electron bukan hanya dipengaruhi oleh muatan dalam atomnya tetapi juga oleh inti dan elektron setiap atom lain dalm kristal. Karena setiap elektron mempunyai kedudukan yang berbeda di dalam kristal, tidak ada dua electron terlihat benar-benar mempunyai pola muatan sekeliling yang sama. Oleh sebab itu, orbit tiap electron berbeda.
2. Nol Mutlak
Pada suhu nol mutlak, elektron tidak dapat bergerak melalui kristal. Semua elektron dipegang kuat oleh atom-atom silikon. Electron orbit terdalam terkubur dalam atom. Pada suhu nol mutlak, pita konduksi kosong. Ini berarti tidak ada electron yang mempunyai cukup energi untuk bergerak dalam orbit pita konduksi.
3. Tingkat Energi
Jika energi luar seperti panas, cahaya dan radiasi lain membom atom, ini akan dapat mengangkat electron ke level energi yang lebih tinggi (orbit yang lebih besar). Dengan demikian diperoleh atom sedang dalam keadaan eksitasi. Keadaan ini tidak tertahan lama karena electron segera jatuh kembali ke level energi semula.
4. Semi Konduktor Tipe-N
Untuk mendapatkan tambahan electron pita konduksi, kita tambahkan atom-atom pentavalent yaitu atom yang mempunyai 5 elektron dalam orbit valensi. Setelah penambahan atom petavalen pada keristal silicon murni, kita tetap mempunyai sebagian besar atom silicon. Atom pentavalen mulanya mempunyai lima electron dalam orbit palensinya. Setelah membentuk ikatan kovalen dengan empat tetangganya, atom pusat ini mempunyai kelebihan electron. Karena orbit valensi tidak dapt memegang lebih dari delapan electron, electron sisa ini harus bergerak dalam orbit pita konduksi.,
5. Semi Konduktor Tipe-P
Dengan menggunakan infuritas, trivalent (atom dengan tiga electron dalam orbit terluarnya) setelah menambahan impuritas, kita dapatkan tiap atom trivalen. karena tiap atom trivalent membawa hanya tiga electron orbit valensi, maka hanya tujuh electron yang akan berjalan dalam orbit valensinya.
d Transistor
Ada banyak tipe transistor, tetapi bagi contoh yang digunakan adalah BC 547. hal pertama yang harus diperhatikan adalah transistor mempunyai tiga kaki.
e Penguatan arus
Multi meter akan menunjukan adanya aliran arus bila tegangan potensiometer meningkat hingga melebihi tegangan ambang 0,7V sebuah tegangan positif diberikan ke dioda basis-emitor, sehingga electron-elektron bebas dari emitor (N) ke lapisan basis (P) dioda basis-emitor menghantar.

B. PEMBUATAN TRANSISTOR DAN IC
a Substrat p
Mula-mula pembuat membuat kristal p dengan panjang beberapa inci dan diameternya 1 sampai 2 inci. Kemudian kristal ini diiris menjadi banyak keeping yang tipis (wafer). Satu sisi dari keeping tipis tersebut dibebat (lapped) dan digosok (polished)untuk menghilangkan cacat permukaan.
b Lapisan n epitaksi
Selanjutnya keeping tipis ditaruh di dalam tungku pembakaran (furnace). Campuran gas dari atom-atom silikon dan atom-atom bervalensi lima mengalir melalui keping tipis tersebut. Campuran ini membentuk lapisan tipis dari semikonduktor tipe N.
c Lapisan isolasi
Untuk mencegah kontaminasi dari lapisan epitaksi oksigen murni dihembuskan di atas permukaan. Atom-atom oksigen bergabung dengan atom-atom silicon membentuk lapisan silikon dioksida (SiO2 ).

Pembentukan Sebuah Transistor
Konsentrasi dari atom Si tiga disebarkan ke dalam lapisan epitaksi. Konsentrasi dari atom valensi tiga cukup untuk mengubah lapisan epitaksi yang terbuka dari semikonduktor tipe-N menjadi tipe-P.
Untuk membentuk emiter, kita etsa sebuah jendela dalam lapisan SiO2 dan menampakkan bagian p. dengan menyebarkan atom-atom valensi lima ke dalam bagian p kita dapat membentuk bagian n kecil.

Komponen IC
Dengan mengetsa jendela dalam lapisan SiO2, kita dapat menempatkan logam untuk ini kita dapatkan kontak listrik dengan emitter, basis dan kolektor. Dengan menempatkan logam melalui jendela-jendela ini, kita membuat kontak listrik dengan katoda dan anoda dari dioda terintegrasi. Transistor, dioda dan resistor mudah mengintegrasikannya dalam sebuah chip. Karena alasan ini, hampir semua rangkaian terintegrasi menggunakan komponen-komponen ini. Induktor dan kapasitor yang besar tidak praktis untuk berintegrasi dalam permukaan chip.

DAFTAR PUSTAKA

Sutarno, Noto dkk. 2008. Materi dan Pembelajaran IPA SD. Jakarta: Universitas Terbuka

One thought on “Peranan Komponen Elektronika dalam Komunikasi

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s