Voltage, Current dan Resistor 3 hal dasar elektronika

Untuk bisa memahami proyek Arduino dengan lebih baik, dan untuk mencegah kerusakan komponen, paling tidak kita harus memahami dengan baik apa itu Voltage (tegangan), Current (arus listrik) dan Resistance (hambatan) serta hubungan ketiga besaran tersebut, yang dinyatakan oleh Hukum Ohm

Komponen rusak, sering terjadi dalam proyek Arduino yang disebabkan terlalu besarnya arus listrik yang dibiarkan mengalir melalui suatu komponen (misalnya LED). Padahal setiap komponen pasti memiliki nilai maksimum arus listrik yang ditolerir yang bisa dilihat pada datasheet masing-masing. Melebihi batasan ini, maka komponen akan terbakar dan rusak.

Atau sebaliknya, kekurangan arus listrik bisa membuat rangkaian kita tidak jalan. Misalnya untuk menggerakan suatu servo membutuhkan 100 mA arus listrik, padahal satu PIN output dari Arduino hanya bisa mengalirkan arus maksimum 40 mA. Ini membuat rangkaian kita menjadi tekor

Voltage dan Current adalah dua besaran yang sangat penting dalam elektronika. Biasanya, kedua besaran ini berubah-ubah terhadap waktu. Jusru perubahan voltage dan current terhadap waktu inilah yang menarik, kalau nggak, kita nggak bisa bikin apa-apa. Suara sirine yang keluar dari speaker adalah karena perubahan voltage yang diaplikasikan pada speaker. Dan tentu saja kita perlu atur perubahan voltagenya agar menghasilkan suara sirine tersebut

Baiklah, mari kita pelajari satu per satu

Voltage

Voltage, atau beda potensial, biasanya diberi simbol V atau E. Kalau kita bicara beda potensial, kita mengacu pada perbedaan potensial antara dua titik di dalam suatu rangkaian. Kalau ada yang mengatakan tegangan suatu titik pada rangkaian, itu disepakati sebagai beda potensial antara titik terebut dengan ground (GND). Jadi kalau kita sebut VCC = +5V itu artinya beda potensial VCC dengan GND = 5V

Beda potensial menunjukkan kerja yang dibutuhkan untuk memindahkan suatu muatan listrik dari satu titik ke titik lain. Makin besar beda potensialnya artinya kerjanya lebih keras untuk memindahkan muatan listrik tersebut dari yang lebih rendah ke yang lebih tinggi. Dan sebaliknya kalau dari potensial yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, beda potensial menunjukkan kerja yang dikeluarkan

Hati-hati terhadap beda potensial ini. Baca dengan teliti kebutuhan suatu komponen. MIsalnya suatu sensor, apakah menggunakan VCC 3.3V atau 5V. Beberapa komponen tidak toleran sama voltage ini. Kalau diberikan voltage yang berlebihan, misalnya mintanya 3.3V dikasih 5V maka akan rusak!

Sebagian komponen memang voltage sangat toleran dengan perbedaan tegangan ini karena dilengkapi dengan suatu rangkaian yang mengubah tegangan yang masuk menjadi tegangan yang diperlukan, misalnya kalau mintanya 3.3V kita kasih 5V maka ada rangkaian di dalamnya yang otomatis menurunkan tegangannya menjadi 3.3V. Tetapi, tetap saja, kalau kita kasih tegangan yang lebih besar akan rusak juga. Jadi, sekali lagi, teliti komponen kita. Baca datasheetnya dan lihat berapa tegangan yang diminta

Current

Current, atau arus listrik, adalah debit muatan listrik. Seberapa cepat arus listrik mengalir. Dinyatakan dalam satuan Ampere. Karena 1 Ampere itu besar sekali, dalam proyek arduino, mungkin kita hanya bermain di mili Ampere (mA). Misalnya VCC di Arduino Uno hanya mampu menyalurkan arus sebesar 100 mA. PIN output Arduino hanya bisa mengeluarkan 40mA arus listrik

Besarnya arus inilah yang menentukan terangnya suatu lampu, atau panasnya suatu filamen, atau besarnya suara sepaker. Sama seperti voltage, kita mesti hati-hati terhadap besarnya arus ini. Setiap komponen punya kapasitas maksimum dalam menyalurkan arus listrik. Lebih dari maksimum akan menghasilkan panas berlebih dan merusak

Sebaliknya, kurangnya arus listrik juga bisa menyebabkan alat kita tidak berfungsi. Misalnya sebuah servo baru akan bergerak kalau diberikan arus minimal 100mA. Apabila kita mencoba menggerakan servo tersebut dengan pin yang cuma bisa mengeluarkan 40mA maka tidak akan bergerak, atau tidak optimum

Hukum Ohm

Hubungan antara V dan I dinyatakan dalam hukum Ohm $V=IR$

Untuk memahaminya, perhatikan gambar di atas tulisan ini, yang saya ambil dari http://captain-slow.dk/2011/11/12/volt-amp-ohm

Voltage diibaratkan suatu kekuatan yang bisa memaksa Current untuk mengalir. Tetapi Resistance (hambatan) bisa menghambat usaha si Voltage ini sehingga Current yang mengalir menjadi kecil. Makin besar hambatan nya, maka makin kecil arus listrik yang bisa mengalir

Ilustrasi lain, bayangkan beda potensial menunjukkan tingginya menara air (makin tinggi makin besar V), Current adalah arus air yang mengalir, dan luas penampang pipa PVC adalah kebalikan dari hambatannya, makin besar diameter pipa, makin kecil hambatannya. Untuk ukuran pipa yang sama, maka makin tinggi menara air akan menghasilkan debit air (Current) yang makin besar. Tapi kalau diameter pipanya kita perkecil (hambatan diperbesar, maka makin kecil arus yang bisa ,engalir

Peran Resitor dalam hal ini penting untuk membatasi arus listrik. Misalnya dengan menambahkan resistor pada LED, maka kita mengurangi arus yang mengalir, thus, membuat LED lebih redup.

Sebetulnya banyak lagi guna resistor selain pembatas arus, yaitu sebagai pembagi tegangan, pull-down resistor dan pull-up resistor yang sangat penting untuk dikuasai pengetahuannya karena banyak digunakan dalam proyek arduino

Indonesian