Sejarah dan Perkembangan Elektronika

Sejarah Elektronika – Pada artikel sebelum-sebelumnya telah membahas tentang sejarah-sejarah, biografi, dan biografi penemu, pada kesempatan kali ini saya akan memposting tentang Sejarah dan Perkembangan Elektronika, apa yang disebut elektronika, Elektronika/Elektronik 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.

Teknologi informasi dan komunikasi semakin berkembang dan berpesat orang-orang berlomba-lomba menghasilkan produk yang berkualitas demi persaingan pasar dagang mendunia, tetapi taukah jika Teknologi informasi dan Komunikasi yang sedang dipakai kita saat ini ternyata memiliki sejarah yang luar biasa dari yang sederhana hingga sekarang ke tingkat yang rumit seperti board smartphone yang sekarang, dan tahukah jika teknologi yang kita pakai dan sedang berkembang saat ini semuanya mempunyai dasar elektronik/elektronika. Jika anda penasaran mari kita lihat sejarah dan perkembangan elektronika.

Sejarah Elekrtronik – Makalah Elektronik

Sejarah Elektronika dimulai dari abad ke-20, dengan melibatkan 3 buah komponen utama yaitu tabung hampar udara (vaccum tube), transistor dan sirkuit terpadu (integrated circuit). Pada tahun 1883, Thomas Alva Edison berhasil menemukan bahwa electron bisa berpindah dari sebuah konduktor ke konduktor lainnya melewati ruang hampa. Penemuan konduksi atau perpindahan ini dikenal dengan nama efek Edison. Pada tahun 1904, John Fleming menerapkan efek Edison ini untuk menemukan dua buah elemen tabung electron yang dikenal dengan nama dioda, yang dinamakannya “valve” (katup). Katup ini dapat berfungsi sebagai  detektor sinyal-sinyal dari telegrap radio Marconi. Lee De Forest mengikutinya pada tahun 1906 dengan tabung tiga elemen, yang disebut trioda. Tabung hampa udara menjadi divais yang dibuat untuk memanipulasi kemungkinan energi listrik sehingga bisa diperkuat dan dikirimkan. Jadi mulai tahun 1904 ini sebenarnya orang sudah mulai mengendalikan gerakan-gerakan elektron dalam ruang  hampa, sehingga tahun itu dapat dipandang sebagai tahun “kelahiran” Elektronika. Namun ada orang yang menyatakan tahun  1906 yakni tahun ditemukannya tabung trioda ini sebagai tahun  “kelahiran” Elektronika, ada pula yang menyatakan tahun 1911 yakni tahun diperolehnya tabung trioda yang lebih handal (setelah disempurnakan tabung hampa udaranya dan digunakan katoda lapis oksida). Dengan ditemukannya tabung trioda ini dan lebih-lebih dengan ditemukannya tabung iconoscope yaitu tabung hampa yang merupakan alat dasar dalam kamera televisi oleh Vladimir Zwonykin pada tahun 1920, maka industri radio dan televisi berkembang pesat. Di tinjau dari daya yang digunakan, kecepatan, ukuran geometrik, berat dan kemudahan rusak, tabung trioda diatas masih banyak keterbatasan-keterbatasannya. Oleh karena itu para ahli berusaha untuk memperoleh alat yang mempunyai fungsi sama, tetapi dengan keterbatasan-keterbatasan minimal.

Pada tahun 1971 perusahaan elektronika Intel Inc di Amerika Serikat berhasil membuat IC mikroprosesor, yang merupakan “otak” dari komputer. IC mikroprosesor ini bersifat fleksibel, mempunyai fungsi hampir mirip tak terbatas. Dengan perangkat  keras yang sama dapat diperoleh berbagai fungsi, hanya dengan merubah program. Akibatnya dapat diproduksi dalam jumlah cukup banyak dengan harga relatif murah. Jika diamati perkembangan elektronika dari sejak “kelahirannya” sampai sekarang, nampak bahwa perkembangan tersebut menuju miniaturisasi komponen. Bahkan dewasa ini telah ditemukan “one chip micro computer” atau mikro komputer dalam satu chip. “Komponen” baru ini terdiri atas mikroposesor, memori baca tulis, memori baca, dan unit input-output yang seluruhnya terletak dalam satu chip. Disamping itu perkembangan menuju  ke arah peningkatan kemampuan, dan “intelegensi”.

Komponen-Komponen Elektronika

Komponen elektronika berupa sebuah alat berupa benda yang menjadi bagian pendukung suatu rangkaian elektronik yang dapat bekerja sesuai dengan kegunaannya. Mulai dari yang menempel langsung pada papan rangkaian baik berupa PCB, CCB, Protoboard maupun Veroboard dengan cara disolder atau tidak menempel langsung pada papan rangkaian (dengan alat penghubung lain, misalnya kabel).

Komponen elektronika ini terdiri dari satu atau lebih bahan elektronika, yang terdiri dari satu atau beberapa unsur materi dan jika disatukan, untuk desain rangkaian yang diinginkan dapat berfungsi sesuai dengan fungsi masing-masing komponen, ada yang untuk mengatur arus dan tegangan, meratakan arus, menyekat arus, memperkuat sinyal arus dan masih banyak fungsi lainnya. Inilah nama-nama komponen elektronika

Transistor 

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung, stabilitas tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya atau tegangan inputnya, serta memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada, umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E), dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.  Ada dua jenis transistor yaitu :

BJT (Bipolar Junction Transistor)

BJT adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua diode yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektrolit.

FET (Field Effect Transistor)

Transistor Efek medan adalah salah satu jenis transistor yang menggunakan medan listrik untuk mengendalikan konduktifitas suatu kanal dari jenis pembawa muatan tunggal dalam bahan semikonduktor.

1. Dioda

Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya : penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier). Dioda terbagi atas beberapa jenis antara lain :

*Dioda germanium

Dioda germanium digunakan pada detektor radio penerima.

*Dioda selenium

Dioda Selenium digunakan untuk penyearah arus pada rangkaian pesawat catudaya dan pada sistim pengapian baterai di sepeda motor.

* SCR (Silicon Control Rectifier)

Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR dapat digunakan sebagai pengatur motor DC bertegangan besar dengan mengatur tegangan Gate. SCR dibagi dua yaitu diac dan Triac. DIAC berfungsi untuk meneruskan tegangan dari anoda ke katoda atau sebaliknya. Penerapannya pada pengendali motor putar kanan dan putar kiri, seperti pada rangkaian lift. Sedangkan, TRIAC mempunyai prinsip kerja seperti DIAC, hanya saja TRIAC dapat meneruskan tegangan dari kaki 1 ke 2 atau sebaliknya pada saat ada triger pada Gate. TRIAC digunakan untuk pengatur motor DC atau AC putar kanan dan kiri dengan cara mengatur Gate.

*Dioda varactor

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

*Dioda zener

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

*Dioda cahaya (LED)

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

2. IC (Integrated Circuit)

Integrated Circuit adalah suatu komponen elektrolit yang dibuat dari bahan semi konduktor dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti resistor, kapasitor, dioda dan transistor yang telah  terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil. IC diperlukan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektrolit agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang relatif kecil. Selain dari ukuran dan berat IC yang kecil dan ringan, IC juga memberikan keuntungan lain yaitu bila IC denga sirkuit yang relatif kecil hanya mengkonsumsi sedikit sumber tenaga dan tidak menimbulkan panas berlebih sehingga tidak membutuhkan pendinginan (cooling system). Kelemahan dari IC yaitu keterbatasannya di dalam menghadapi kelebihan arus listrik yang besar, dimana arus listrik berlebih dapat menimbulkan panas di dalam komponen, sehingga komponen yang kecil seperti IC akan mudah rusak.

3. Inductor (kumparan)

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

3. Kapasitor (Condensator)

Kondensator atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad dari nama Michael Faraday. Kondensator juga dikenal sebagai “kapasitor”, namun kata “kondensator” masih dipakai hingga saat ini. Pertama disebut oleh Alessandro Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore), berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang tinggi dibanding komponen lainnya. Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Jenis-Jenis Kapasitor dalam rangkaian elektronika terbagi menjadi 2 macam, yaitu kapasitor polar dan kapasitor non polar. Yang di maksud kapasitor polar adalah jenis kapasitor yang memiliki dua kutub dan mempunyai polaritas positif/negatif. Kapasitor ini terbuat dari bahan elektrolit yang mempunyai nilai kapasitansi yang besar di bandingkan dengan kapasitor yang menggunakan bahan dielektrik. Sedangkan yang di maksud kapasitor non polar adalah jenis kapasitor tidak memiliki polaritas postif dan negatif pada kedua kutubnya. Kapasitor ini juga dapat kita gunakan secara berbalik. Kapasitor ini biasanya memiliki nilai kapasitansi yang kecil karena terbuat dari bahan keramik dan mika. Meskipun kedua jenis kapasitor ini banyak digunakan untuk menyimpan muatan listrik, tapi masih banyak perbedaan dari kedua jenis tersebut, di antaranya adalah bahan yang digunakan dan juga fungsi kegunaannya dalam sehari-hari. Kapasitor Elektrolit, Kapasitor Tantalum, Kapasitor Poliester Film, Kapasitor Poliprolyene, Kapasitor Kertas, Kapasitor Mica, Kapasitor Keramik dan Kapasitor Variable.

4. Resistor (tahanan)

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

5. Transformator

Transformator atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Transformator terdiri dari Transformator Step-up, Step Down, Autotransformator, Isolasi dan Transformator Pulsa.

6. Konektor

Konektor adalah sebuah komponen yang berfungsi untuk menyambung satu tempat ke tempat lain. konektor juga sering kita temui pada Laptop dan Handphone kita masing - masing. contoh yang kongkrit adalah Konektor USB.

Konektor memiliki berbagai macam bentuk, antara lain:

Konektor DB9

Adalah konektor yang digunakan untuk komunikasi serial antar Alat Elektronik ke PC.

Konektor Black Housing

Adalah konektor yang digunakan dalam rangkaian elektronika, untuk memudahkan melepas pasang rangkaian. konektor ini memiliki lubang pin beragam, dan disesuaikan sesuai kebutuhan.

Konektor Putih

Adalah komponen yang serupa dengan Black Housing, hanya saja berwarna putih dan juga sedikit lebih besar.

Konektor USB

Adalah konektor yang biasanya digunakan untuk berkomunikasi antar Device ke PC, maupun sebaliknya. kita pasti menemui konektor ini saat memprogram sebuah IC.

7. Saklar

Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain untuk jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika arus lemah. Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu. Material kontak sambungan umumnya dipilih agar tahan terhadap korosi. Kalau logam yang dipakai terbuat dari bahan oksida biasa, maka saklar akan sering tidak bekerja. Untuk mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh dengan logam anti korosi dan anti karat. Pada dasarnya saklar tombol bisa diaplikasikan untuk sensor mekanik, karena alat ini bisa dipakai pada mikrokontroller untuk pengaturan rangkaian pengontrolan.

Dip-Switch

Saklar ini terdiri dari banyak kontaktor kecil yang dijajarkan. Saklar jenis ini sering dijumpai pada komputer sebagai pengatur logic () dan 1).

Reed-Switch

Saklar ini akan aktif ketika ada induksi magnet yang mendekati kontaktor di dalam kaca.

Push Button-Switch

Saklar ini ada dua jenis yakni Push-On dan Push Off yang hanya aktif ketika ditekan saja dan akan kembali ke kondisi semula jika dilepas.

Micro-Switch

Saklar ini umumnya mempunyai tiga terminal dengan dua kondisi yakni NC (Normaly Close) dan NO (Normaly Open). Saklar akan aktif ketika tuas ditekan. Untuk tipe lain, tuas pada micro-switch dipasang roda sehingga tuas dapat ditekan oleh benda bergerak.

Slide-Switch

Saklar ini akan menghubungkan terminal tengah dengan salah satu terminal sisi ketika tuas digeser ke salah satu sisi. Pada saat salah satu kontaktor On, maka kontaktor yang lainnya akan Off.

Itulah beberapa poin penting yang saya bisa bagikan untuk anda semua. Sekian artikel yang berjudul Sejarah dan Perkembangan Elektronika semoga artikel ini bermanfaat dan bisa memberikan pengetahuan bagi kita semua terutama bagi yang senang di dunia elektro.

Tags : Sejarah dan Perkembangan Elektronika, Teknologi Informasi dan Komunikasi, Makalah Elektronika, Sejarah Elektronik, Buku tentang Elektronika