Elektronika Dasar Ponsel Bagaimanapun sebuah ponsel adalah sebuah rangkaian elektronika. Akan tetapi ponsel tidak dapat berfungsi bila tidak diberikan daya atau tegangan (listrik). Sumber listrik Dengan perkembangan teknologi akhirnya sumber listrik dapat dihasilkan oleh: Listrik kimia yang berasal dari proses kimia batu battery. Listrik ini hanya mengalir searah saja, dan disebut direct current, disingkat DC. Listrik DC mempunyai polaritas Positif (+) dan Negatif (-), maka dalam pemasangannya tidak boleh terbalik. Listrik yang dibangkitkan oleh generator PLN mengalir secara bolakbalik, dan dinamakan alternating current, disingkat AC. Listrik AC berbeda dengan listrik DC yang mempunyai polaritas searah, listrik AC polaritasnya akan berubah-ubah, misalkan listrik AC pada listrik rumah yang mempunyai tegangan 220Volt dengan Frequency 50hz, maka polaritas tersebut akan berubah-ubah sebanyak 50 kali perdetiknya. Dalam penggunaannya, arus listrik AC tidak masalah walaupun colokannya terbalik. 1
Dengan perkembangan teknologi elektronika saat ini, listrik arus listrik bolakbalik (AC) dapat dijadikan arus searah (DC) dengan menggunakan suatu alat yang disebut Power Supply Adaptor dan Charger. Arus dan tegangan Muatan listrik yang bergerak kita sebut sebagai arus listrik. Besar dari arus listrik dapat didefinisikan sebagai banyaknya muatan yang melewati suatu tempat persatuan waktu. Arus listrik dinyatakan dengan lambang I dan satuannya adalah Ampere atau disingkat dengan A. Didalam suatu rangkaian, arus listrik dapat didefinisikan sebagai muatan listrik yang bergerak di dalam sambungan atau dalam komponen, dimana arus listrik akan mengalir terus menerus di dalam sistem elektronika yang sedang aktif. Jika pada suatu 2
rangkaian tidak terdapat arus listrik maka rangkaian sistem elektronikapun tidak akan berfungsi. Muatan pada arus listrik disebut tegangan. Besar dari tegangan didefinisikan sebagai banyaknya elektron yang terdapat pada muatan listrik. Tegangan listrik biasa disebut voltase, satuannya adalah Volt atau disingkat dengan V. Tenaga Mungkin anda pernah mengalami sebuah ponsel dengan battrey yang terlihat penuh akan tetapi disaat menelpon ponsel langsung mati. Kejadian tersebut disebabkan karena tenaga yang diberikan battrey tidak seimbang dengan permintaan dari ponsel, hal tersebut bisa dimungkinkan terjadi karena battrey yang sudah Drop atau ponselnya sendiri yang bermasalah karena terdapat konslet di dalam rangkaiannya. Untuk mengukur tenaga listrik dipergunakan Watt. Tenaga listrik dikatakan 1 Watt, jika rangkaian tersebut dilalui aliran 1 ampere dengan kedua ujung kutub tegangan terdapat 1 volt. Rumus: Watt = Volt X Ampere Contoh: Jika sebuah ponsel dipasangkan battery yang mempunyai tegangan 3,7 V dan dilalui arus 0,7 A (700mA), maka ponsel itu telah menerima tenaga dari sumber daya sebesar: 3,7 X 0,7 = 2,59 W Sifat dari komponen elektronika Resistor 3
Fungsi resistor dapat diumpamakan dengan sekeping papan yang dipergunakan untuk menahan aliran air yang deras diselokan/parit kecil. Dengan memakai tahanan papan ini, maka arus air bisa terhambat alirannya. Perumpamaan ini dapat kita terapkan dalam tahanan listrik. Makin lebar/besar papan yang dipergunakan untuk menahan air got, makin kecil air yang mengalir, begitu pula kejadian ini dapat diterapkan dalam pelajaran elektronika. Makin besar resistansi, makin kecil arus listrik dan tegangan yang melaluinya. Resistor pada rangkaian elektronika dapat difungsikan untuk: 1. menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika; 2. menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika; 3. membagi tegangan (Volt); 4. bekerja sama dengan transistor dan kondensator dalam suatu rangkaian untuk membangkitkan frekuensi tinggi dan frekuensi rendah. Besar kecilnya nilai tahanan dapat dinyatakan dengan satuan Ohm atau ditulis dengan huruf latin Ω (omega) dan notasinya ditulis dengan huruf R. Semakin besar nilai Ohmnya maka semakin besar pula tahanannya. Bentuk fisik dari Resistor adalah seperti pada gambar di bawah ini. 4
Resistor Chip pada Ponsel Kapasitor. Kondensator atau kapasitor adalah suatu alat yang mempunyai kemampuan untuk memuat (menyimpan) elektron-elektor atau tenaga listrik selama waktu yang tidak tertentu. Kemampuan untuk menyimpan tenaga listrik pada kondensator disebut kapasitas (Capacitor) kondensator. Penyimpanan tenaga listrik oleh kondensator disertai proses kimia; berbeda dengan akumulator yang dipakai dimobil yang juga menyimpan tenaga listrik tetapi mengalami proses kimia. Tiap-tiap kondensator mempunyai daya tampung elektron dan daya tahan terhadap tegangan tertentu.. Bentuk fisik dari kapasitor adalah seperti pada gambar di bawah ini 5
Kondensator bipolar kondensator nonpolar Kapasitor terdapat 2 macam, yakni kapasitor bipolar dan kapasitor nonpolar. Kapasitor bipolar mempunyai polaritas negative (-) dan polaritas positif (+) maka kapasitor bipolar tidak boleh terbalik dalam pemasangannya. Sedangkan kapasitor nonpolar ialah kapasitor yang tidak mempunyai polaritas, maka dalam pemasangannya tidak akan masalah walaupun terbalik posisinya. Besarnya kapasitas dari kondensator dinyatakan dengan satuan farad (F) dan notasinya ditulis dengan huruf capital C. Dalam praktek biasanya satuan Farad (F) dianggap sangat terlalu besar, sehingga dalam pemakaiannya satuan farad diperkecil menjadi: Mikro Farad disingkat µf Nano Farad disingkat nf Piko Farad disingkat pf Perbandingan satuan-satuan tersebut adalah: 1 Farad (F) = 1.000.000 µf (µf=mfd) 1 mikro Farad (µf) = 1.000 nf 1 nano Farad (nf) = 1.000 pf Tujuan penggunaan kapasitor dalam suatu rangkaian elektronika adalah dengan maksud: Sebagai kopling antara rangkaian yang satu dengan yang lainnya (pada rangkaian Power Supply). Sebagai filter dalam rangkaian Power Supply. 6
Sebagai pembangkit frekuensi dalam rangkaian antenna. Menghilangkan bouncing (loncatan api) bila di pasang pada saklar. Mengenal Semikonduktor berhubung sifat yang dapat menghantar arus listrik dan juga menahan arus listrik maka dikenal suatu bahan yang disebut setengah penghantar atau semikonduktor. Adapun semikonduktor yang dibahas terdiri dari: 1. Dioda 2. Transistor 3. IC (Intergrated Circuit) Dioda Diooda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan listrik pada satu arah saja dan tidak dapat mengalir arus sebaliknya. Dioda ini biasanya dipergunakan untuk perata arus pada power supply, dimana sumber listrik PLN adalah arus AC maka dengan menggunakan Dioda arus tersebut dapat dijaadikan arus DC yaitu arus searah. Tujuan penggunaan Dioda dalam suatu rangkaian elektronika adalah dengan maksud: 7
Penyearah arus dan tegangan listrik. Pengamanan arus dan tegangan listrik. Pemblokir arus dan tegangan listrik. Transistor Kalau kita perhatikan hampir dalam setiap rangkaian elektronika masa sekarang ini banyak di jumpai satu atau beberapa buah komponen yang bentuknya kecil dan warnanya hitam yang dilengkapi dengan 3 buah kaki yang masing-masing diberi nama: Basis, Kolektor dan Emitor. Komponen tersebut dinamakan transistor. Transistor tersebut termasuk juga dalam jenis komponen semikonduktor. Tujuan penggunaan Transistor dalam suatu rangkaian elektronika adalah dengan maksud: Penguatan (amplifier) Switching (saklar) Perataan arus, menahan sebagian arus, menguatkan arus, membangkitkan frekuensi tinggi dan renda. IC (Intergrated Circuit) Intergrated Circuit disingkat IC merupakan sebagian pesawat yang berfungsi tertentu di dalam proses kerjanya. Tiap-tiap IC yang diproduksi pabrik mempunyai penggunaan tertentu. IC merupakan sebagian unit pesawat 8
biasanya terbuat dari rangkaian: Transistor, Resistor, Kondensator, dan dioda. Suatu rangkaian IC biasanya terdiri dari puluhan bahkan ribuan komponen yang dirangkaikan menjadi suatu unit proses kerja dengan beberapa kaki terminal, kemudian dicetak secara vakum udara dengan bahan isolasi seperti gelas atau keramik dalam bentuk tertentu. Tujuan pembuatan IC oleh pabrik adalah untuk menyederhanakan suatu rangkaian pesawat, untuk mengurangi efek sampingan seperti: konsleting, distorsi, rumitnya suatu rangkaian, dan untuk mengurangi bocornya suatu rangkaian pesawat yang haknya di lindungi undang-undang, sehingga pabrik lainnya tidak mudah meniru barang produksinya. Signal / Frequency Energi elektrik (arus atau gelombang ) dapat menyimpan informasi jika dibuat dalam vareasi tertentu dan satuan waktu tertentu pula (disebut intensitas). Vareasi energi elektris tersebut diberi istilah dengan sinyal (signal). Sinyal tersebut dibagi menjadi dua jenis, yaitu analog dan digital. Gelombang sinus adalah contoh sebuah sinyal analog. Gelombang ini dapat merambat / mengalir melalui kabel ataupun udara, vareasi gelombang sinyal sinus (intensitas) dapat anda lihat pada gambar dibawah ini: 9
Waktu yang dibutuhkan sinyal hingga menyelesaikan sebuah gelombang (dari A hingga E), dalam satu detik disebut frekuensi (diukur dalam Hertz disingkat Hz). Konsep frekuensi ini adalah kunci dalam memahami Radio Frekuensi (RF), sebab RF adalah frekuensi-independen. Anda dapat membandingkan beberapa tingkatan frekuensi dalam Hertz dan terapan praktisnya dalam kehidupan manusia pada table dibawah ini: Frekuensi dalam Hertz terapan 60 2,000 530,000 54,000,000 88,000,000 746,000,000 826,000,000 1,850,000,000 2,400,000,000 2,500,000,000 Outlet elektrik Suara manusia AM radio TV channel 2 (VHF) FM radio TV channel 60 (UHF) Ponsel Telepon pcs Wireless LAN MMDS 10
4,200,000,000 9,000,000,000 11,700,000,000 28,000,000,000 500,000,000,000,000 1,000,000,000,000,000,000 Parabola satelit besar Radar Parabola satelit kecil LMDS Cahaya terlihat X-files Signal Digital Type lain dari sinyal elektrik adalah sinyal digital, yang mempunyai tipe yang sama seperti dilingkungan komputerisasi. Tidak seperti pada sinyal gelombang sinus (sinyal analog) yang mempunyai perbedaan yang gradual antara titik tertinggi dengan titik rendah, pada sinyal digital vareasi terjadi antara nilai sinyal satu dengan yang lain sehingga hanya ada dua nilai dalam sinyal digital, yaitu tinggi (Logic 1) dan rendah (Logic 0). Sinyal digital akan mepresestasikan informasi pada pola tinggi dan rendah. Pola tinggi dan rendah ini digunakan untuk merepresentasikan data informasi pada teknologi Ponsel. 11
Merubah Signal Analog manjadi Signal Digital Di atas telah dijelaskan sekilas mengenai signal analog dan signal digital, pada sistem ponsel terdapat rangkaian pengubah signal analog dan signal digital. Ponsel saat ini adalah ponsel yang telah serba digital, seperti transmisi data untuk keperluan: Internet, SMS, MMS, Email, dll. Data informasi tersebut adalah data yang berbentuk signal digital, agar data informasi tersebut dapat dipancarkan maka diperlukan penggabungan dengan signal RF (Radio Frequency), untuk keperluan tersebut di butuhkan konversi signal digital menjadi signal analog atau sebaliknya agar data informasi tersebut dapat di gabungkan dengan signal pembawa (Carreir Frequency). Pada teknologi wireless, kode-kode di dalam Ponsel ini akan melakukan konversi dari suara ke denyutan digital pada sisi pemancaran. Pada sisi penerima akan melakukan konversi dari denyutan digital kembali menjadi analog. Coder atau Vocoder adalah penganalisa suara dengan sebuah synthesizer. Vocoder dalam setiap telepon digital wireless adalah berupa chip set yang disebut dengan prosesor sinyal digital (DSP). Suara akan dimodelkan dan ditransmisikan oleh analyzer sebagai dari Vocoder. Pada saat diterima, synthesizer akan meng-interpresentasikan sinyal dan mereproduksi pendekatan yang sesuai dengan suara aslinya. 12