Elektronika

Elektronika merupakan 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,^[1] 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 disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan (peranti) elektronik ini: radio, TV, perekam kaset, perekam kaset video (VCR), perekam VCD, perekam DVD, kamera video, kamera digital, komputer pribadi desktop, komputer laptop, PDA (komputer saku), robot, smart card, dll.

Sejarah

Sejarah elektronika dimulai dari abad ke-18 , dengan melibatkan tiga buah komponen utama yaitu tabung hampa udara (vacuum tube), transistor dan sirkuit terpadu (integrated circuit). Pada tahun 1883, Thomas Alva Edison berhasil menemukan bahwa elektron 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 diode, dan Lee De Forest mengikutinya pada tahun 1906 dengan tabung tiga elemen, yang disebut trioda. Tabung hampa udara menjadi device yang dibuat untuk memanipulasi kemungkinan energi listrik sehingga bisa diperkuat dan dikirimkan.

Aplikasi tabung elktron pertama diterapkan dalam bidang komunikasi radio. Guglielmo Marconi merintis pengembangan telegraf tanpa kabel(wireless telegraph) pada tahun 1896 dan komunikasi radio jarak jauh pada tahun 1901. Pada tahun 1918, Edwin Armstrong menemukan penerima "super-heterodyne" yang dapat memilih sinyal radio atau stasion dan dapat menerima sinyal jarak jauh. Armstrong juga menemukan modulasi frekuensi FM pita lebar (wide-band) pada tahun 1935; sebelumnya hanya menggunakan AM atau modulasi amplitudo pada rentang tahun 1920 sampai 1935.

Bell Laboratories mengeluarkan televisi ke publik pada tahun 1927, dan ini masih merupakan bentuk electromechanical. Ketika sistem elektronik menjadi jaminan kualitas, para insinyur Bell Labs memperkenalkan tabung gambar sinar katode dan televisi berwarna. Namun Vladimir Zworykin, seorang insinyur di Radio Corporation of America (RCA), dianggap sebagai "bapak televisi" karena penemuannya, tabung gambar dan tabung kamera iconoscope. Pada pertengahan tahun 1950-an, televisi telah melewati radio untuk penggunaan di rumah dan hiburan.

Setelah perang, tabung elektron digunakan untuk mengembangan komputer pertama, tetapi tabung ini tidak praktis karena ukuran komponen elektroniknya. Pada tahun 1947, transistor ditemukan oleh tim insinyur dari Bell Laboratories. Fungsi transistor seperti tabung hampa udara, tetapi memiliki ukuran yang lebih kecil, lebih ringan, konsumsi daya lebih kecil, dan lebih kuat, dan lebih murah untuk diproduksi dengan adanya kombinasi penghubung metalnya dan bahan semikonductor.

Konsep sirkuit terintegrasi diusulkan pada tahun 1952 oleh Geoffrey W. A. Dummer, seorang ahli elektronika berkebangsaan Inggris dengan Royal Radar Establishment-nya. Pada tahun 1961, sirkuit terintegrasi menjadi produksi penuh oleh sejumlah perusahaan, dan desain peralatan berubah secara cepat dan dalam beberapa arah yang berbeda untuk mengadaptasi teknologi.

Komponen elektronik

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.

Komponen pasif

• Resistor atau tahanan
• Kapasitor atau kondensator
• Induktor atau kumparan
• Transformator

Komponen aktif

• Diode
  • Diode cahaya
  • Diode foto
  • Diode laser
  • Diode Zener
  • Diode Bridge
• Diode Schottky
• Transistor
  • Transistor efek medan
  • Transistor bipolar
  • Transistor IGBT
  • Transistor Darlington
  • Transistor foto

Sensor dan aktuator elektromekanik

• Mikrofon
• Speaker
• Strain gauge
• Saklar
• Termistor
• MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)

Sirkuit Analog

Sirkuit Analog atau rangkaian Analog adalah jenis rangkaian elektronika yang dipakai untuk memproses signal atau isyarat yang bersifat kontinu. 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).

Contoh sirkuit analog:

• Penguat
• Penguat operasi (Operational Amplifier) termasuk umpanbalik negatif
• Girator

Sirkuit 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, tetapi ada pula yang 2,5 V). hal ini dikarenakan varian dari bahan pembuatnya.

Contoh sirkuit digital:

• Gerbang logika

(DL, RTL, RTL, DTL, TTL, ECL, CMOS, NMOS, HMOS)

• Flip-flop
• Penghitung biner (Inggris: counter)
• Register
• Multiplekser (MUX) dan DEMUX
• Penjumlah biner (Adder), pengurang biner & Pengganda biner (Multiplier)
• Mikroprosesor
• Mikrokontroler
• ADC, DAC, Atmel AVR
• Pemroses sinyal digital (DSP)
• FPGA (Field-Programmable Gate Array), ASIC, FPAA, Embedded-FPGA, CPLD
• Semua jenis komputer digital: komputer super, mainframe, komputer mini, komputer pribadi desktop, laptop, PDA, Smart card, telepon pintar, dll

Alat ukur

Dalam fisika dan teknik, pengukuran merupakan aktivitas yang membandingkan kuantitas fisik dari objek dan kejadian dunia-nyata. Alat ukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur benda atau kejadian tersebut. Seluruh alat pengukur dapat terkena kesalahan peralatan yang bervariasi. Bidang ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran dinamakan metrologi.

Fisikawan menggunakan banyak alat untuk melakukan pengukuran mereka. Ini dimulai dari alat yang sederhana seperti penggaris dan stopwatch sampai ke mikroskop elektron dan pemercepat partikel. Instrumen virtual digunakan luas dalam pengembangan alat pengukur modern.

Contoh alat ukur elektronik:

• Ohm-meter
• Amper-meter
• Voltmeter
• Multimeter
• Multitester Analog/Digital
• Oscilloscope
• Generator fungsi
• Digital Signal Analyzer
• Spectrum meter

Industri elektronik

Industri elektronik, khususnya berarti elektronik konsumen muncul pada abad ke-20 dan kini telah menjadi industri global bernilai miliaran dolar. Masyarakat kontemporer menggunakan segala macam perangkat elektronik yang dibangun di pabrik-pabrik otomatis atau semi-otomatis dioperasikan oleh industri.

Ukuran industri dan penggunaan bahan beracun, serta kesulitan daur ulang telah menyebabkan serangkaian masalah dengan limbah elektronik. Peraturan internasional dan undang-undang lingkungan telah dikembangkan dalam upaya untuk mengatasi persoalan ini.

Lihat pula

• Logika tangga
• Industri elektronika konsumen Jepang

Referensi

1. ^ "Electronics | Devices, Facts, & History | Britannica". www.britannica.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2023-05-16. 

Bacaan lebih lanjut

• The Art of Electronics ISBN 978-0-521-37095-0
• Online course on Computational Electronics on Nanohub.org

Pranala luar

• Electrical and electronics web portal
• Electronics tutorials, projects and software
• Navy 1998 Navy Electricity and Electronics Training Series (NEETS) Diarsipkan 2004-11-02 di Wayback Machine.
• DOE 1998 Electrical Science, Fundamentals Handbook, 4 vols.
  • Vol. 1, Basic Electrical Theory, Basic DC Theory Diarsipkan 2010-01-20 di Wayback Machine.
  • Vol. 2, DC Circuits, Batteries, Generators, Motors^{[pranala nonaktif permanen]}
  • Vol. 3, Basic AC Theory, Basic AC Reactive Components, Basic AC Power, Basic AC Generators^{[pranala nonaktif permanen]}
  • Vol. 4, AC Motors, Transformers, Test Instruments & Measuring Devices, Electrical Distribution Systems^{[pranala nonaktif permanen]}
• Electronics di Curlie (dari DMOZ)