Elektronik

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari cara mengendalikan aliran elektron. Ini berkaitan dengan sirkuit yang terdiri atas komponen-komponen yang mengendalikan aliran listrik. Elektronika adalah bagian dari fisika dan teknik elektro.

Komponen listrik seperti transistor dan relai dapat bertindak sebagai sakelar. Hal ini memungkinkan kita menggunakan sirkuit listrik untuk memproses informasi dan mengirimkan informasi jarak jauh. Sirkuit juga dapat mengambil sinyal yang lemah (seperti bisikan) dan memperkuatnya (membuatnya lebih keras).

Sebagian besar sistem elektronik terbagi dalam dua kategori:

Pemrosesan dan distribusi informasi. Ini disebut sistem komunikasi.
Konversi dan distribusi energi. Ini disebut sistem kontrol.

Salah satu cara untuk melihat sistem elektronik adalah dengan memisahkannya menjadi tiga bagian:

Input - Sensor listrik atau mekanis, yang mengambil sinyal dari dunia fisik (dalam bentuk suhu, tekanan, dll.) dan mengubahnya menjadi sinyal arus listrik dan tegangan.
Sirkuit pemrosesan sinyal - Ini terdiri atas komponen elektronik yang terhubung bersama untuk memanipulasi, menafsirkan dan mengubah informasi yang terkandung dalam sinyal.
Output - Aktuator atau perangkat lain yang mengubah sinyal arus dan tegangan kembali menjadi informasi yang dapat dibaca manusia.

Pesawat televisi, misalnya, memiliki input sinyal siaran yang diterima dari antena, atau untuk televisi kabel, kabel.

Sirkuit pemrosesan sinyal di dalam pesawat televisi menggunakan informasi kecerahan, warna, dan suara yang terkandung dalam sinyal yang diterima untuk mengontrol perangkat output pesawat televisi. Perangkat output tampilan dapat berupa tabung sinar katoda (CRT) atau plasma atau layar tampilan kristal cair. Perangkat output audio mungkin berupa speaker audio yang digerakkan secara magnetis. Perangkat output tampilan mengonversi kecerahan dan informasi warna sirkuit pemrosesan sinyal ke dalam gambar yang terlihat ditampilkan pada layar. Perangkat output audio mengubah informasi suara yang diproses menjadi suara yang dapat didengar oleh pendengar.

Analisis dari suatu rangkaian/jaringan meliputi mengetahui input dan rangkaian pemrosesan sinyal, dan mencari tahu outputnya. Mengetahui input dan output dan mencari tahu atau merancang bagian pemrosesan sinyal disebut sintesis.

Papan sirkuit tercetak.

Sejarah

Orang-orang mulai bereksperimen dengan listrik sejak tahun 600 SM, ketika Thales dari Miletus menemukan bahwa menggosokkan bulu pada ambar akan menyebabkan bulu-bulu tersebut saling tarik-menarik.

Dimulai pada tahun 1900-an, perangkat menggunakan tabung vakum kaca atau logam untuk mengontrol aliran listrik. Dengan komponen-komponen ini, tegangan daya rendah dapat digunakan untuk mengubah yang lain. Hal ini merevolusi radio, dan memungkinkan penemuan lainnya.

Pada tahun 1960-an dan awal 1970-an transistor dan semikonduktor mulai menggantikan tabung vakum. Transistor dapat dibuat jauh lebih kecil daripada tabung hampa udara dan mereka dapat bekerja dengan menggunakan lebih sedikit energi.

Pada waktu yang hampir bersamaan, sirkuit terpadu (sirkuit yang memiliki sejumlah besar transistor yang sangat kecil yang ditempatkan pada irisan silikon yang sangat tipis) menjadi umum digunakan. Sirkuit terpadu memungkinkan untuk mengurangi jumlah bagian yang diperlukan untuk membuat produk elektronik dan membuat produk jauh lebih murah secara umum.

Sirkuit analog

Sirkuit analog digunakan untuk sinyal yang memiliki rentang amplitudo. Secara umum, sirkuit analog mengukur atau mengontrol amplitudo sinyal. Pada masa-masa awal elektronika, semua perangkat elektronik menggunakan rangkaian analog. Frekuensi rangkaian analog sering diukur atau dikendalikan dalam pemrosesan sinyal analog. Meskipun lebih banyak sirkuit digital yang dibuat, sirkuit analog akan selalu diperlukan, karena dunia dan orang-orangnya bekerja dengan cara analog.

Sirkuit pulsa

Sirkuit pulsa digunakan untuk sinyal yang memerlukan pulsa energi yang cepat. Contohnya, pesawat terbang dan peralatan radar darat bekerja dengan menggunakan sirkuit pulsa untuk menciptakan dan mengirim semburan energi radio bertenaga tinggi dari pemancar radar. Antena khusus (disebut antena "beam" atau "dish" karena bentuknya) digunakan untuk mengirim ("transmit") semburan bertenaga tinggi ke arah yang dituju oleh antena beam atau dish.

Pulsa atau semburan energi radio dari pemancar radar mengenai dan memantul kembali (mereka "dipantulkan") dari benda-benda keras dan logam. Objek keras adalah benda-benda seperti bangunan, bukit, dan gunung. Benda logam adalah segala sesuatu yang terbuat dari logam, seperti pesawat terbang, jembatan, atau bahkan benda-benda di luar angkasa, seperti satelit. Energi radar yang dipantulkan dideteksi oleh penerima pulsa radar yang menggunakan sirkuit pulsa dan digital secara bersamaan. Sirkuit pulsa dan digital dalam penerima pulsa radar digunakan untuk menunjukkan lokasi dan jarak objek yang telah memantulkan pulsa bertenaga tinggi dari pemancar radar.

Dengan mengontrol seberapa sering pulsa-pulsa energi radar yang cepat dikirim oleh pemancar radar (disebut "pulse timing" pemancar), dan berapa lama waktu yang diperlukan untuk energi pulsa yang dipantulkan untuk kembali ke penerima radar, seseorang tidak hanya dapat mengetahui di mana objek berada, tetapi juga seberapa jauh objek tersebut. Sirkuit digital dalam penerima radar menghitung jarak ke objek dengan mengetahui interval waktu antara pulsa energi. Sirkuit digital penerima radar menghitung berapa lama waktu yang diperlukan antara pulsa untuk energi pantulan objek yang akan dideteksi oleh penerima radar. Karena pulsa radar dikirim dan diterima pada kira-kira kecepatan cahaya, jarak ke objek dapat dengan mudah dihitung. Hal ini dilakukan dalam sirkuit digital dengan mengalikan kecepatan cahaya dengan waktu yang diperlukan untuk menerima energi radar yang dipantulkan kembali dari suatu objek.

Waktu di antara pulsa (sering disebut "pulse rate time", atau PRT) menetapkan batas seberapa jauh suatu objek dapat dideteksi. Jarak itu disebut "range" dari pemancar dan penerima radar. Pemancar dan penerima radar menggunakan PRT yang panjang untuk menemukan jarak ke objek yang jauh. PRT panjang memungkinkan untuk menentukan jarak ke bulan secara akurat, misalnya. PRT cepat digunakan untuk mendeteksi objek yang jauh lebih dekat, seperti kapal di laut, pesawat terbang tinggi, atau untuk menentukan kecepatan mobil yang bergerak cepat di jalan raya.

Sirkuit digital

Sirkuit digital digunakan untuk sinyal yang hanya menyala dan mati, bukannya sering bekerja pada level di suatu tempat antara hidup dan mati. Komponen aktif dalam sirkuit digital biasanya memiliki satu level sinyal saat dihidupkan, dan level sinyal lain saat dimatikan. Secara umum, dalam sirkuit digital, sebuah komponen hanya dinyalakan dan dimatikan.

Komputer dan jam elektronik adalah contoh perangkat elektronik yang sebagian besar terdiri atas sirkuit digital.

Blok dasar:

Gerbang logika
Sandal jepit
Penghitung

Perangkat yang kompleks:

Diagram dari half adder, sebuah sirkuit digital

Halaman terkait

Institut Insinyur Listrik dan Elektronika
Listrik

Pertanyaan dan Jawaban

T: Apa itu elektronik?

J: Elektronika adalah studi tentang listrik (aliran elektron) dan bagaimana menggunakannya untuk membangun hal-hal seperti komputer. Elektronika menggunakan sirkuit yang dibuat dengan komponen dan kabel penghubung untuk melakukan hal-hal yang berguna.

T: Ilmu apa yang mendasari elektronika?

J: Ilmu di balik Elektronika berasal dari studi fisika dan diterapkan dalam kehidupan nyata melalui bidang teknik elektro.

T: Apa saja contoh komponen elektronik?

J: Contoh-contoh komponen elektronik termasuk transistor, sekering, pemutus sirkuit, baterai, motor, transformator, LED dan bohlam.

T: Bagaimana sistem elektronik dapat dipecah menjadi beberapa bagian?

J: Sistem elektronik dapat dipecah menjadi tiga bagian - input, sirkuit pemrosesan sinyal dan output. Input adalah sensor listrik atau mekanis yang mengambil sinyal dari dunia fisik dan mengubahnya menjadi sinyal arus dan tegangan listrik. Sirkuit pemrosesan sinyal terdiri atas komponen-komponen elektronik yang terhubung bersama untuk memanipulasi, menginterpretasikan dan mentransformasikan informasi yang terkandung dalam sinyal. Output adalah aktuator atau perangkat lain yang mengubah sinyal arus dan tegangan kembali menjadi informasi yang dapat dibaca manusia.

T: Bagaimana cara kerja pesawat televisi?

J: Pesawat televisi memiliki input sinyal siaran yang diterima dari antena atau kabel untuk televisi kabel. Sirkuit pemrosesan sinyal di dalam pesawat televisi menggunakan kecerahan, warna, dan informasi suara yang terkandung dalam sinyal yang diterima untuk mengontrol perangkat keluarannya seperti tabung sinar katoda (CRT), plasma atau layar tampilan kristal cair untuk perangkat keluaran tampilan; speaker audio yang digerakkan secara magnetis untuk perangkat keluaran audio; dll., yang mengubah sinyal-sinyal ini menjadi gambar yang terlihat ditampilkan di layar atau suara yang didengar oleh pendengar masing-masing.

T: Apa yang dimaksud dengan analisis sirkuit/jaringan?

J: Analisis sirkuit/jaringan melibatkan pengetahuan tentang input dan sirkuit pemrosesan sinyal untuk mengetahui outputnya.

T: Apa yang dimaksud dengan sintesis dalam hal elektronik?

J: Sintesis melibatkan mengetahui input dan output kemudian mencari tahu atau merancang bagian pemrosesan sinyal seperti apa yang akan dibutuhkan agar semuanya dapat bekerja sama dengan baik