Latihan Soal Mekatronik (Robotic)
"jangan lupa melihat modul mekanika robotika sebelumnya"
1.
Nilai resistor jika pada badan resistor
terdapat warna gelang “Merah – Kuning – Merah – Perak” adalah....
A.
24K Ohm + 10%
B.
2K4 Ohm + 10%
C.
K24 Ohm + 10%
D.
2K4 Ohm + 5%
E.
24K Ohm + 5%
2.
Komponen elektronika yang digunakan untuk menghambat atau
membatasi arus listrik adalah....
A.
resistansi
B.
toleransi
C.
resistor
D.
dioda
E.
elektrolit kondensator
3.
Gambar dibawah ini adalah simbol dari.....
A.
resistor
B.
elko
elko
C.
potensio
D.
trimpot
E.
LDR
4.
Dibawah ini yang merupakan contoh resistor variable
adalah....
A.
elko, LDR
B.
NTC, PTC
C.
Dioda, NTC
D.
Varco, Trimpot
E.
Trimpot, Resistor tetap
5.
Komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan
energi listrik adalah...
A.
resistor
B.
Dioda
C.
kapasitor
D.
LED
E.
NTC
6.
Dibawah ini contoh perubahan energi listrik menjadi
energi kimia adalah…
A.
Setrika listrik, lampu
B.
Aki, Generator
C.
Aki, setrika listrik
D.
Acumulator, batu baterai
E.
Acumulator, Listrik PLN
7.
Benda-benda berikut ini manakah yang bersifat isolator
adalah....
A.
perak, besi, plastik
B.
tembaga, kaca, aluminium
C.
karet, kertas, mika
D.
seng, emas, tembaga
E.
Air, Kayu, Karet
8.
Benda yang mudah dilalui arus listrik disebut …..
A.
isolator
B.
konduktor
C.
semi konduktor
D.
penyekat
E.
hambatan
9.
Kemampuan untuk mengalirkan muatan dari satu titik ke
titik lain yang berbeda potensialnya dinamakan….
A.
Kuat arus
B.
Listrik
C.
Energi listrik
D.
Muatan listrik
E.
Sumber tegangan
10.
Resistor dengan gelang warna coklat, hitam, merah dan
emas nilai hambatannya adalah …..
A.
2000 Ω toleransi 5%
B.
2200 Ω toleransi 5%
C.
1200 Ω toleransi 5%
D.
10000 Ω toleransi 5%
E.
1000 Ω toleransi 5%
11.
Resistor yang mempunyai nilai hambatan 1200 Ω toleransi 5
% warna gelangnya adalah …..
A.
Hijau, biru, hitam, emas
B.
coklat, merah, merah, emas
C.
Coklat, merah, coklat, emas
D.
kuning, ungu, merah, emas
E.
abu-abu, merah merah, emas
12.
Yang bukan kegunaan resistor tetap antara lain sebagai
berikut…..
A.
memperkecil arus listrik
B.
memperkecil tegangan listrik
C.
menyimpan tenaga listrik
D.
pembagi tegangan
E.
menghambat tegangan listrik
13.
Resistor yang nilai hambatannya berubah-ubah bila
permukaannya terkena cahaya/sinar dinamakan....
A.
Potensiometer
B.
NTC
C.
Trimpot
D.
PTC
E.
LDR
14. Satuan hambatan listrik adalah….
A.
Joule
B.
Ohm
C.
Watt
D.
Ampere
E.
Candela
15. Sumber tegangan listrik arus bolak-balik dikenal dengan….
A.
BC
B.
DC
C.
AC
D.
ABC
E.
CC
16. Gambar di samping merupakan symbol dari komponen….
A.
Elko
Elko
B. Dioda
C. Vesteker
D. Penyearah
E. Transformator
17. 10110 (b) = ………………. (10)
A.
12
B.
32
C.
33
D.
22
E.
34
18. Nilai biner dari 40 (10) adalah…..
A. 100000
B. 110000
C. 010111
D. 101000
E. 101100
19. Nilai decimal dari bilangan 27 (8) adalah….
A. 26
B. 25
C. 28
D. 23
E. 29
F. 27
20. Gerbang logika yang berfungsi sebagai perkalian adalah …
A. OR
B. NAND
C. NOR
D. AND
E. XOR
21.
Nilai Biner dari 48 Desimal adalah....
A.
110000
B.
101110
C.
1100010
D.
1100100
E.
1110100
25.
Sifat gerbang logika NOR adalah....
A.
Keluaran akan 1 Jika kedua inputnya 0
B.
Keluaran akan 0 jika kedua inputnya 0
C.
Keluaran akan 1 jika kedua inputnya sama
D.
Keluatan akan 0 jika salah satu inputnya 1
E.
Keluaran akan 1 Jika salah satu inputnya 0
28. Gambar symbol di bawah
ini adalah….
A.
AND
AND
B.
EX-OR
C.
EX-NOR
D.
FLIP-FLOP
E.
SEVEN SEGMEN
29.
Pada gambar rangkaian disamping nilai tahanan penggantinya adalah....
Pada gambar rangkaian disamping nilai tahanan penggantinya adalah....
A.
1
B.
2
C.
3
D.
6
E.
10
30.
Nilai penjumlahan dari bilangan biner ini 0000111 + 0001010 = .....(B)
A.
00010001
B.
00011110
C.
00011111
D.
00100001
E.
00010101
I. Essay
1. Jelaskan apa yang kamu ketahui tentang mekanik dan robotic ? jelaskan
dengan perbandingannya !
2. Sebutkan 5 komponen elektronika dan kegunaannya?
3. Jelaskan apa yang kamu ketahui tentang isolator,
konduktor dan semik
onduktor ! Jelaskan
beserta contoh !
4. Berapa nilai hambatan resistor jika memiliki warna
gelang merah-merah-kuning-emas
5. Apa warna gelang yang dimiliki resistor jika memiliki
nilai 25 Ohm
PPT MEKATRONIK DIGITAL & ANALOG
MODUL KEELEKTRONIKAN
Definisi - Definisi
Rangkaian listrik
adalah suatu kumpulan elemen atau komponen listrik yang saling dihubungkan
dengan cara-cara tertentu dan paling sedikit mempunyai satu lintasan tertutup. Elemen
atau komponen yang akan dibahas pada mata kuliah Rangkaian Listrik terbatas pada
elemen atau komponen yang memiliki dua buah terminal atau kutub pada kedua ujungnya.
Untuk elemen atau komponen yang lebih dari dua terminal dibahas pada mata kuliah
Elektronika.
Pembatasan elemen
atau komponen listrik pada Rangkaian Listrik dapat dikelompokkan kedalam elemen
atau komponen aktif dan pasif. Elemen aktif adalah elemen yang menghasilkan
energi dalam hal ini adalah sumber tegangan dan sumber arus, mengenai sumber
ini akan dijelaskan pada bab berikutnya. Elemen lain adalah elemen pasifdimana
elemen ini tidak dapat menghasilkan energi, dapat dikelompokkan menjadi elemen
yang hanya dapat menyerap energi dalam hal ini hanya terdapat pada komponen resistor
atau banyak juga yang menyebutkan tahanan atau hambatan dengan simbol R, dan
komponen pasif yang dapat menyimpan energi juga diklasifikasikan menjadi dua yaitu
komponen atau lemen yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet dalamhal ini
induktor atau sering juga disebut sebagai lilitan, belitan atau kumparan dengan
simbol L, dan kompone pasif yang menyerap energi dalam bentuk medan magnet
dalam hal ini adalah kapasitor atau sering juga dikatakan dengan kondensator
dengan symbol C, pembahasan mengenai ketiga komponen pasif tersebut nantinya
akan dijelaskan pada bab berikutnya.
Elemen atau kompoen listrik yang dibicarakan disini
adalah :
1. Elemen listrik dua terminal
a. Sumber tegangan
b. Sumber arus
c. Resistor ( R )
d. Induktor ( L )
e. Kapasitor ( C )
2. Elemen listrik lebih dari dua terminal
a. Transistor
b. Op-amp
Berbicara mengenai
Rangkaian Listrik, tentu tidak dapat dilepaskan dari pengertian dari rangkaian
itu sendiri, dimana rangkaian adalah interkoneksi dari sekumpulan elemen atau
komponen penyusunnya ditambah dengan rangkaian penghubungnya dimana disusun
dengan cara-cara tertentu dan minimal memiliki satu lintasan tertutup. Dengan kata lain hanya dengan satu lintasan tertutup saja
kita dapat menganalisis suatu rangkaian.
Yang dimaksud dengan satu lintasan tertutup adalah satu
lintasan saat kita mulai dari titik yang dimaksud akan kembali lagi ketitik
tersebut tanpa terputus dan tidak memandang seberapa jauh atau dekat lintasan
yang kita tempuh. Rangkaian listrik merupakan dasar dari teori rangkaian pada
teknik elektro yang menjadi dasar atay fundamental bagi ilmu-ilmu lainnya
seperti elektronika, sistem daya, sistem computer, putaran mesin, dan teori
control.
Arus Listrik
Pada pembahasan
tentang rangkaian listrik, perlu kiranya kita mengetahui terlebih dahulu
beberapa hal megenai apa itu yang dimaksud dengan listrik. Untuk memahami tentang
listrik, perlu kita ketahui terlebih dahulu pengertian dari arus. Arus
merupakan perubahan kecepatan muatan terhadap waktu atau muatan yang mengalir
dalam satuan waktu dengan simbol i (dari kata Perancis : intensite),
dengankata lain arus adalah muatan yang bergerak. Selama muatan tersebut bergerak maka akan muncul arus
tetapi ketika muatan tersebut diam maka arus pun akan hilang. Muatan akan
bergerak jika ada energi luar yang memepengaruhinya. Muatan adalah satuan
terkecil dari atom atau sub bagian dari atom. Dimana dalam teori atom
modernmenyatakan atom terdiri dari partikel inti (proton bermuatan + dan
neutron bersifatnetral) yang dikelilingi oleh muatan elektron (-), normalnya
atom bermuatan netral.
Muatan terdiri dari dua jenis yaitu muatan positif dan
muatan negative Arah arus searah dengan
arah muatan positif (arah arus listrik) atau berlawanan dengan arah aliran
elektron. Suatu partikel dapat menjadi muatan positif apabila
kehilanganelektron dan menjadi muatan negatif apabila menerima elektron dari
partikel lain. Coulomb adalah unit dasar dari International System of Units (SI)
yang digunakan untuk mengukur muatan listrik.
Simbol :
Q = muatan konstan
q = muatan tergantung satuan waktu
muatan 1 elektron
= - 1,6021 x 10-19 coulomb
1
coulomb = - 6,24 x 1018 elektron
Secara matematis arus didefinisikan : i = dq/dt
Satuannya : Ampere (A)
Dalam teori rangkaian arus merupakan pergerakan muatan
positif. Ketika terjadi beda potensial disuatu elemen atau komponen maka akan
muncul arus dimaan arah arus positif mengalir dari potensial tinggi ke
potensial rendah dan arah arus negatif mengalir
sebaliknya.
Macam-macam arus :
1.
Arus searah (Direct Current/DC)
2. Arus bolak-balik (Alternating Current/AC)
Arus AC adalah arus yang mempunyai nilai yang berubah terhadap satuan waktu
dengan karakteristik akan selalu berulang untuk perioda waktu tertentu (mempunyai
perida waktu : T).
Tegangan
Tegangan atau seringkali orang menyebut dengan beda
potensial dalam bahasa Inggris voltage adalah kerja yang dilakukan untuk
menggerakkan satu muatan (sebesar satu coulomb) pada elemen atau komponen dari
satu terminal/kutub ke terminal/kutub
lainnya,
atau pada kedua terminal/kutub akan mempunyai beda potensial jika kita menggerakkan/memindahkan
muatan sebesar satu coulomb dari satu terminal ke terminal lainnya. Keterkaitan
antara kerja yang dilakukan sebenarnya adalah energi yang dikeluarkan, sehingga
pengertian diatas dapat dipersingkat bahwa tegangan adalah energi per satuan muatan.
Secara
matematis : v = dw/dq
Satuannya
: Volt (V)
Pada
gambar diatas, jika terminal/kutub A mempunyai potensial lebih tinggi daripada potensial
di terminal/kutub B. Maka ada dua istilah yang seringkali dipakai pada Rangkaian
Listrik, yaitu :
1.
Tegangan turun/ voltage drop
Jika dipandang dari
potensial lebih tinggi ke potensial lebih rendah dalam hal ini dari terminal A
ke terminal B.
2.
Tegangan naik/ voltage rise
Jika dipandang dari
potensial lebih rendah ke potensial lebih tinggi dalam hal ini dari terminal B
ke terminal A.
Pada buku ini istilah yang akan dipakai adalah
pengertian pada item nomor 1 yaitu tegangan turun. Maka jika beda potensial antara kedua titik tersebut
adalah sebesar 5 Volt, maka VAB = 5 Volt dan VBA = -5 Volt
Energi
Kerja yang
dilakukan oleh gaya sebesar satu Newton sejauh satu meter. Jadi energi adalah
sesuatu kerja dimana kita memindahkan sesuatu dengan mengeluarkan gaya sebesar
satu Newton dengan jarak tempuh atau sesuatu tersebut berpindah dengan selisih
jarak satu meter. Pada alam akan berlaku hukum Kekekalan Energi dimana energi
sebetulnya tidak dapat dihasilkan dan tidak dapat dihilangkan, energi hanya
berpindah dari satu bentuk ke bentuk yang lainnya. Contohnya pada pembangkit
listrik, energi dari air yang bergerak akan berpindah menjadi energi yang
menghasilkan energi listrik, energi listrik akan berpindah menjadi energi
cahaya jika anergi listrik tersebut melewati suatu lampu, energi cahaya akan
berpinda menjadi energi panas jika bola lampu tersebut pemakaiannya lama,
demikian seterusnya.
Untuk menyatakan apakah energi dikirim atau diserap tidak
hanya polaritas tegangan
tetapi arah arus juga berpengaruh.
ELEMEN
RANGKAIAN LISTRIK
Seperti dijelaskan pada bab sebelumnya, bahwa pada
Rangkaian Listrik tidak dapat dipisahkan dari penyusunnya sendiri, yaitu berupa
elemen atau komponen. Pada bab ini akan dibahas elemen atau komponen listrik
aktif dan pasif.
Elemen
Aktif
Elemen
aktif adalah elemen yang menghasilkan energi, pada mata kuliah RangkaianListrik
yang akan dibahas pada elemen aktif adalah sumber tegangan dan sumber arus.
Pada
pembahasan selanjutnya kita akan membicarakan semua yang berkaitan dengan
elemen
atau komponen ideal. Yang dimaksud dengan kondisi ideal disini adalah bahwa
sesuatunya berdasarkan dari sifat karakteristik dari
elemen atau komponen tersebut dan tidak terpengaruh oleh lingkungan luar. Jadi
untuk elemen listrik seperti sumber tegangan, sumber arus, kompone R, L, dan C
pada mata kuliah ini diasumsikan semuanya dalam kondisi ideal.
1.
Sumber Tegangan (Voltage Source)
Sumber tegangan ideal adalah suatu sumber yang menghasilkan tegangan yang tetap,
tidak tergantung pada arus yang mengalir pada sumber tersebut, meskipun tegangan
tersebut merupakan fungsi dari t. Sifat lain :
Mempunyai nilai resistansi dalam Rd = 0 (sumber tegangan ideal)
a. Sumber Tegangan
Bebas/ Independent Voltage Source
Sumber yang
menghasilkan tegangan tetap tetapi mempunyai sifat khususyaitu harga
tegangannya tidak bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya, artinya
nilai tersebut berasal dari sumbet tegangan dia sendiri.
Simbol :
b. Sumber Tegangan
Tidak Bebas/ Dependent Voltage Source
Mempunyai sifat khusus
yaitu harga tegangan bergantung pada hargategangan atau arus lainnya.
Simbol
:
2. Sumber Arus (Current
Source)
Sumber arus ideal
adalah sumber yang menghasilkan arus yang tetap, tidak bergantung pada tegangan
dari sumber arus tersebut.
Sifat
lain :
Mempunyai nilai
resistansi dalam Rd = ∞ (sumber
arus ideal)
a. Sumber Arus Bebas/ Independent
Current Source
Mempunyai sifat khusus
yaitu harga arus tidak bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya.
Simbol
:
b.
Sumber Arus Tidak Bebas/ Dependent Current Source
Mempunyai sifat khusus
yaitu harga arus bergantung pada harga tegangan atau arus lainnya.
Simbol :
Elemen
Pasif
1. Resistor (R)
Sering juga disebut
dengan tahanan, hambatan, penghantar, atau resistansi dimana resistor mempunyai
fungsi sebagai penghambat arus, pembagi arus , dan pembagi tegangan.
Nilai resistor
tergantung dari hambatan jenis bahan resistor itu sendiri (tergantung dari
bahan pembuatnya), panjang dari resistor itu sendiri dan luas penampang dari
resistor itu sendiri.
Secara matematis :
dimana
: ρ = hambatan jenis
l = panjang dari resistor
A
= luas penampang
Satuan dari
resistor : Ohm (Ω)
Jika suatu resistor dilewati oleh sebuah arus maka pada
kedua ujung dari resistor tersebut akan menimbulkan beda potensial atau
tegangan. Hukum yang didapat dari percobaan ini adalah: Hukum Ohm.
Mengenai pembahasan dari Hukum Ohm akan dibahas pada bab
selanjutnya.
V=I R
2.
Kapasitor (C)
Sering juga disebut dengan kondensator atau kapasitansi.
Mempunyai fungsi untuk membatasi arus DC yang mengalir pada kapasitor tersebut,
dan dapat menyimpan energi dalam bentuk medan listrik.
Nilai suatu kapasitor tergantung dari nilai permitivitas
bahan pembuat kapasitor, luas penampang dari kapsitor tersebut dan jarak antara
dua keping penyusun darikapasitor tersebut.
Secara
matematis :
dimana : ε =
permitivitas bahan
A =
luas penampang bahan
d = jarak dua keping
Satuan dari kapasitor : Farad (F)
J
Dari karakteristik v - i, dapat diturunkan sifat
penyimpanan energi pada kapasitor.
Misalkan :
pada saat t = 0 maka v = 0
pada
saat t = t maka v = V
Sehingga:
yang merupakan energi yang disimpan pada kapasitor dalam bentuk medan
listrik. Jika kapasitor dipasang tegangan konstan/DC, maka arus sama dengan
nol. Sehingga kapasitor bertindak sebagai rangkaian terbuka/ open circuit untuk
tegangan DC.
3. Induktor/ Induktansi/ Lilitan/ Kumparan (L) Seringkali
disebut sebagai induktansi, lilitan, kumparan, atau belitan. Pada induktor
mempunyai sifat dapat menyimpan energi dalam bentuk medan magnet.
Satuan dari
induktor : Henry (H)
Arus yang mengalir pada
induktor akan menghasilkan fluksi magnetik (φ ) yang membentuk loop yang melingkupi kumparan. Jika
ada N lilitan, maka total fluksi adalah :
Dari karakteristik v-i, dapat diturunkan sifat penyimpan
energi pada induktor.
Misalkan : pada saat t = 0 maka i = 0
pada saat t = t maka i = I
sehingga
merupakan energi yang disimpan pada induktor L dalam
bentuk medan magnet.
Jika induktor dipasang arus konstan/DC, maka tegangan
sama dengan nol.
Sehingga induktor bertindak sebagai rangkaian hubung
singkat/ short circuit.
Hal-Hal Yang Perlu Diperhatikan :
1. Tegangan antara 2 titik, a dan b digambarkan dengan
satu anak panah seperti pada gambar dibawah ini :
Vab
menunjukkan besar potensial relatif titik a terhadap titik b.
2. Tegangan yang dipakai pada buku ini adalah tegangan drop/
jatuh dimana akan bernilai positif, bila
kita berjalan dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Contoh :
Voltage drop : Vac = Vab + Vbc = IR –
V
3. Setiap arus yang melewati komponen pasif maka terminal
dari komponen tersebut pertamakali dialiri arus akan menjadi potensial lebih
tinggi dibandingkan potensial terminal lainnya.
4. Bedakan antara sumber tegangan dan pengukur tegangan/
Voltmeter.
Sumber tegangan (Rd
= 0)
Voltmeter (Rd = ∞ )
Voltmeter dipasang paralel pada komponen yang akan diukur supaya tidak ada arus
yang melalui Voltmeter.
5.
Bedakan antara sumber arus dan pengukur arus/ Amperemeter
Sumber arus (Rd = ∞ )
Amperemeter (Rd = 0)
Amperemeter dipasang
seri pada komponen yang akan diukur supaya tegangan pada Amperemeter samadengan
nol.
Perlu diingat bahwa
rangkaian paralel adalah pembagi arus dan rangkaian seri adalah pembagi
tegangan. Pembahasan rangkain seri dan paralel akan dibahas pada bab
selanjutnya.
6.
Rangkaian Hubung Singkat (Short Circuit)
Sifat : Vab selalu samadengan 0, tidak tergantung pada arus I yang mengalir
padanya.
Vab = 0
Rd = 0
7.
Rangkaian Terbuka (Open Circuit)
Sifat : arus selalu
samadengan 0, tidak tergantung pada tegangan a-b.
I = 0
Rd = ∞
BAB III
HUKUM
– HUKUM RANGKAIAN
Hukum
Ohm
Jika sebuah penghantar atau resistansi atau hantaran
dilewati oleh sebuah arus maka
pada kedua ujung penghantar tersebut akan muncul beda
potensial, atau Hukum Ohm
menyatakan bahwa tegangan melintasi berbagai jenis bahan pengantar adalah berbanding lurus dengan
arus yang mengalir melalui bahan tersebut.
Secara
matematis :
V = I.R
Hukum
Kirchoff I / Kirchoff’s Current Law
(KCL)
Jumlah
arus yang memasuki suatu percabangan atau node atau simpul samadengan arus yang
meninggalkan percabangan atau node atau simpul, dengan kata lain jumlah aljabar
semua arus yang memasuki sebuah percabangan atau node atau simpul samadengan
nol.
Secara matematis :
Σ Arus pada satu titik percabangan = 0
Σ Arus yang masuk percabangan = Σ Arus
yang keluar percabangan
Dapat diilustrasikan bahwa arus yang mengalir samadengan
aliran sungai, dimana pada saat menemui percabangan maka aliran sungai tersebut
akan terbagi sesuai proporsinyapada percabangan tersebut. Artinya bahwa aliran
sungai akan terbagi sesuai dengan jumlah percabangan yang ada, dimana tentunya
jumlah debit air yang masuk akan samadengan jumlah debit air yang keluar dari
percabangan tersebut.
Contoh
:
Hukum
Kirchoff II / Kirchoff’s Voltage Law (KVL)
Jumlah
tegangan pada suatu lintasan tertutup samadengan nol, atau penjumlahan tegangan
pada masing-masing komponen penyusunnya yang membentuk satu lintasan tertutup
akan bernilai samadengan nol.
Secara
matematis :
ΣV
= 0
Contoh
:
Hukum KCL :
Σi
= 0
i = −8 + 7
= −1A
Hukum KVL :
Σv
= 0
V ab = +8 + 4 + 56 − 6 = 62
Hubungan
Seri dan Paralel
Secara
umum digolongkan menjadi 2 :
- Hubungan seri
Jika salah satu terminal dari dua elemen tersambung, akibatnya arus yang
lewat akan sama besar.
- Hubungan parallel
Jika semua terminal terhubung dengan elemen lain dan akibatnya tegangan diantaranya
akan sama.
