Tuliskan alat, bahan dan tahapan pembuatan rangkaian sensor sederhana

Cara Membuat Skema Rangkaian elektronika - Merangkai rangkaian elektronika atau membuat layout  dan mencetak rangkaian elektronika sudah biasa menjadi makanan sehari-hari oleh engineer elektronika. Baik itu karena hobinya, karena Tugas sekolah atau kuliah maupun karena tuntutan pekerjaan. Jika karena hobi maka itu luar biasa, karena hobi elektronika adalah hobi yang mahal. Komponen elektronika tentu tidak murah jika dibeli dalam jumlah sedikit saja, beda dengan perusahaan yang membeli komponen dalam jumlah besar yang dapat menekan biaya produksi.

Seringkali dalam membuat alat elektronik kita menggunakan jalan pintas dengan mencari skema rangkaian di internet. Misalkan kita ingin membuat amplifier maka tinggal mencari skema amplifier di mesin pencari. 

Jika kita membuat rangkaian yang sudah familiar akan sangat mudah menemuinya di internet. Namun, bagaimana jika kita ingin membuat rangkaian yang berbeda dan tidak ditemukan di internet ?

Hal inilah yang seringkali membuat pelajar maupun mahasiswa pusing dan kebingungan. Ketika diberikan tugas perancangan elektronika oleh pengajar membuat desain rangkaian elektronika yang tidak dapat ditemukan di internet. Berarti kita harus membuat desain rangkaian yang baru.

Mendesain atau Rancang bangun rangkaian elektronika tidak semudah yang dibayangkan. Ada beberapa tahap yang perlu dipahami dan dikuasai diantaranya :

      1. Memahami Karakteristik setiap komponen elektronika

Memahami Karakteristik setiap komponen elektronika adalah “item wajib” karena sebuah rangkaian elektronika dibangun dari kumpulan komponen – komponen yang terintegrasi. Komponen – komponen tersebut memiliki karakteristik  dan cara kerja yang berbeda satu sama lain. 

Misalnya Resistor yang cara kerjanya menghambat arus listrik, dan Kapasitor yang cara kerjanya menyimpan muatan listrik. Pada dasarnya Komponen elektronika kelompokkan menjadi 2 kelompok, yaitu KomponenPasif dan Komponen Aktif. Sudahkah kita memahami karakteristik setiap komponen elektronika ? apakah kita sudah tahu elektronika itu apa ?

Setelah memahami karakteristik Komponen elektronika selanjutnya adalah memahami hukum kelistrikan. Bagaimana kita membuat rangkaian elektronik jika kita tidak tau prinsip dasar kelistrikan dan hukum-hukumnya. Minimal yang kita ketahui adalah Hukum Ohm, yang menjelaskan hubungan antara tegangan , arus dan hambatan.

Dengan mengetahi nilai tegangan, hambatan dan arus maka kita dapat menentukan komponen apa yang mesti digunakan. Karena setiap kompone memiliki batas daya dan kemampuan arus yang berbeda.  Lebih lanjut kagi kita memahami hukum kirchoff, perhitungan frekuensi dan amplitude, Gerbang logika Boolean dll.

3. Mengetahui cara kerja  rangkaian  yang akan dibuat

Jika kita sudah mengetahui Karakteristik komponen elektronika dan hukum – hukum kelistrikan, akan menjadi mudah dalam mendesain rangkaian elektronika. Hal selanjutnya adalah mengetahui cara kerja rangkaian yang akan kita desain. 

Misalkan saja 1 kasus, Budi mendapat sebuah tugas dari sekolah yaitu membuat sebuah rangkaian Pengatur kecepatan motor DC dengan display seven segmen. Dari tugas tersebut guru Budi menjelaskan cara kerja rangkaian :

“ Terdapat 2 saklar push button yaitu saklar Up dan Reset. Jika saklar up di tekan, maka kecepatan motor akan bertambah dan angka display akan naik. Semakin besar angka pada display seven segmen maka semakin cepat pula putaran motornya . Kecepatan dan display  dapat  direset ke 0 dengan tomol reset. Kecepatan maksimal motor adalah 4 tampilan display“

Dengan cara kerja tersebut yang harus dilakukan Budi adalah menemukan logika bagaimana cara mengolah input dari 2 saklar push button yang diubah menjadi tampilan seven segmen dan kecepatan motor DC. Budi akan menggidentifikasi komponen apa sajakah yang diperlukan untuk membuat rangkaian Controlnya.

      4. Membuat Blok diagram rangkaian

Langkah selanjutnya adalah membuat blok rangkaian. Blok rangkaian adalah bagian terpisah dari rangkaian yang saling terhubung. Di dalam blog rangkaian Input diproses hingga menghasilkan sinyal output. Budi yang mengetahui cara kerja rangkaian membuat blok program yang terdiri dari :

1. Rangkaian Regulator sebagai sumber dan penstabil tegangan input.
2. Rangkaian Clock,counter dan komparator  untuk PWM mengatur kecepatan motor.
3. Rangkaian Penahan (Latch) adar dapat menyimpan informasi penekanan push button
4. Rangkaian decoder untuk menampilkan display seven segment  
5. Rangkaian Driver untuk mensuplay arus motor.

Blok diagram tersebut kemudian saling dihubungkan dan saling terintegrasi. Semakin ringkas Blok rangkaian maka akan semakin bagus. Setiap rangkaian tentu memiliki blok rangkaian yang berbeda karena berbeda pula cara kerjanya. Misalkan saja rangkaian amplifier tentu berbeda dengan rangkaian running LED.

Blok Diagram Rangkaian

Setelah membuat Blok Rangkaian maka yang mesti dilakukan adalah menentukan komponen apa yang cocok digunakan .Sebaiknya pilihlah komponen yang mudah didapatkan di pasaran dan memenuhi spesifikasi dari rangkaian. Pada blok regulator komponen yang dipakai tentunya adalah IC 7805 karena fungsinya menstabilkan tegangan 5V untuk rangkaian.

Pada blok rangkaian Clock dan PWM digunakan  IC clock 555, IC  D flip Flop  4013  dan IC  komparator 7485. Untuk Dekoder seven segmen bisa menggunakan IC7447 dan IC latch yang menggunakan IC 4013. Untuk Driver motor sendiri digunakan Transistor BD 139

      6. Membuat rangkaian masing masing Blok rangkaian

Setelah didapat komponen yang pas  maka tinggal membuat rangkaiannya. Setelah tahap ini maka akan lebih mudah karena biasanya sudah banyak rangkaian dasar di internet. 

Misalkan sesuai kasus diatas, kita tinggal mencari Rangkaian Clock menggunakan IC 555 untuk Blok kedua, Rangkaian decoder dan latch untuk blok ke 3 dan 4. Tentunya disesuaikan dengan komponen yang digunakan.  

Jika semua rangkaian telah selesai maka kita tinggal menggabungkan rangkaian yang telah dibuat, selanjutnya hanyalah tinggal mencoba rangkaiana pada software simulasi. 

Terdapat banyak software simulasi yang dapat digunakan seperti Livewire, multisim dan proteus. Bagi yang menggunakan Android dapat menggunakan aplikasi EveryCircuit.

Rangkaian Yang telah digabungkan

Jika simulasi Rangkaian telah berhasil dan tidak terdapat masalah maka hal terakhir yang mesti dilakukan adalah membuat Jalur rangkaian PCB. Software yang digunakan adalah EAGLE, Proteus maupun Altium designer. 

Bagi yang menggunakan Android dapat menggunakan PCBDroid. Setelah selesai tinggal mencetak dan melakukan ui coba rangkaian.

Membuat rangkaian elektronika bukan hal yang mudah. Hal terpenting yang mesti dikuasai adalah pengetahuan mengenai karakteristik setiap komponen elektronika dan memahami hukum- hukum kelistrikan. Jika kita sudah menguasai dua “item wajib” tersebut maka akan mudah dalam mendesain rangkaian.

Hal yang dilakukan hanyalah mengetahui cara kerja rangkaian lalu membuat blok diagram rangkaian. Setelah membuat blok diagram rangkaian tinggal membuat rangkaian masing-masing blok dan menggabungkannya. Setelah itu tinggal melakukan uji coba simulasi dan uji coba rangkaian fisik.