Baterai

Baterai

1. Definisi baterai

Baterai adalah alat elektrokimia yang dibuat untuk menyimpan dan menyuplai tenaga listrik. Hal ini terjadi dengan proses elektrokimia. Baterai menyimpan listrik dalam bentuk energi kimia. Tenaga listrik dapat diubah menjadi tenaga kimia dan sebaliknya tenaga kimia menjadi tenaga listrik.

2. Komponen-komponen baterai

a.Elemen Baterai (Plat Baterai)
b.Elektrolit
c.Kotak Baterai
d.Tutup
e.Tutup Ventilasi
f.Terminal Baterai
g.Sel
h.Penghubung Sel
i.Pemisah Sel
j.Pembatas

3. Identifikasi komponen-komponen baterai

4. Fungsi baterai

Fungsi baterai pada kendaraan yakni memberikan tenaga listrik yang cukup untuk:
•Menghidupkan mobil (starter)
•Melayani sistem pengapian
•Melayani penerangan dan
•Kebutuhan lainnya 

Informasi data Baterai

 

a.Kemampuan

b.Lebar dan tinggi

c.Panjang

d.Posisi Terminal

5. Fungsi komponen-komponen baterai

a. Elemen Baterai (Plat Baterai)

Plat baterai. Terdapat dua buah plat, plat positif dan plat negatif. Kedua plat tersebut mempunyai grid yang terbuat dari antimoni dan paduan timah. Bahan pembuat Plat positif adalah bahan antimoni yang dilapisi dengan lapisan aktif oksida timah (lead dioxide, PbO2) yang berwarna coklat dan plat negatif terbuat dari sponge lead (Pb) yang berwarna abu-abu. Salah satu yang mempengaruhi kemampuan baterai dalam mengalirkan arus adalah jumlah dan ukuran plat. Semakin besar atau banyak platnya maka semakin besar pula arus yang dihasilkan.

Gaya elektromotif (EMF) yang dihasilkan 1 sel kira kira 2,1 V.

b. Elektrolit

Larutan elektrolit, yaitu cairan pada baterai merupakan campuran antara asam sulfat (H2SO4) dan air (H2O). Secara kimia, campuran tersebut bereaksi dengan bahan aktif pada plat baterai untuk menghasilkan listrik. Baterai yang terisi penuh mempunyai kadar 36% asam sulfat dan 64% air. Larutan elektrolit mempunyai berat jenis (specific gravity) 1,270 pada 200C (680F) saat baterai terisi penuh. Berat jenis merupakan perbandingan antara massa cairan pada volume tertentu dengan massa air pada volume yang sama. Makin tinggi berat jenis, makin kental zat cair tersebut. Berat jenis air adalah 1 dan berat jenis asam sulfat adalah 1,835. Dengan campuran 36% asam dan 64% air, maka berat jenis larutan elektrolit pada baterai sekitar 1,270.

c. Kotak Baterai

Kotak baterai berfungsi sebagai penampung dan pelindung bagi semua komponen baterai yang ada di dalamnya seperti sel, penghubng sel, pemisah sel, plat baterai dan lain-lain. Selain itu juga kotak baterai berfungsi sebagai ruang endapan-endapan baterai pada bagian bawah. Bahan kotak baterai ini biasanya transparan untuk mempermudah pemeriksaan jumlah atau tinggi elektrolit baterai.

d. Tutup

Tutup baterai, sesuai dengan namanya bagian ini berfungsi sebagai tutup bagiana atas baterai, tempat dudukan terminal-terminal baterai, lubang ventilasi.

e. Tutup Ventilasi

Tutup ventilasi. Komponen ini terdapat pada baterai jenis basah yang berfungsi sebagai tutup lubang yang digunakan untuk menambah atau memeriksa air baterai. Pada tutup ini terdapat lubang ventilasi berfungsi untuk membuang gas hidrogen yang dihasilkan saat terjadi proses pengisian.

f. Terminal Baterai

Terminal baterai. Secara umum ada dua buah terminal pada baterai, yaitu terminal positif dan terminal negatif. Terminal ini terletak pada bagian atas dari aki.

g. Sel

Sel. Satu unit plat positif dan plat negatif yang dibatasi oleh penyekat di antara kedua plat posotif dan negatif disebut dengan sel atau elemen. Sel-sel baterai dihubungkan secara seri satu dengan lainnya, sehingga jumlah sel baterai akan menentukan besarnya tegangan baterai yang dihasilkan. Satu buah sel di dalam baterai menghasilkan tegangan kira-kira sebesar 2,1 volt, sehingga untuk baterai yang jumlah selnya 6 menghasilkan total teganya sekitar 12,6 Volt.

h. Penghubung Sel

Penghubung sel (cell connector) merupakan plat logam yang dihubungkan dengan plat-plat baterai. Ada dua buah plat penghubung pada setiap sel yaitu untuk plat positif dan plat negatif. Penghubung sel pada plat positif dan negatif disambungkan secara seri untuk semua sel.

i. Pemisah Sel

Pemisah sel (cell partition). Bagian ini merupakan bagian dari kotak baterai yang memisahkan tiap sel.

j. Pembatas

Separator atau penyekat, separator ini ditempatkan di antara plat positif dan plat negatif. Penyekat atau separator ini berpori-pori  supaya memungkinkan larutan elektrolit melewatinya. Bagian ini juga berfungsi untuk mencegah hubungan singkat antar plat.

6. Cara kerja baterai

Di dalam baterai ada beberapa sel listrik, dan sel listrik tersebut menjadi tempat menyimpan energi listrik dalam bentuk energi kimia. Elektroda-elektroda yang tersimpan di dalam baterai ada yang negatif ada pula yang positif. Elektroda negatif disebut katoda, yang memiliki fungsi sebagai pemberi elektron. Sedangkan elektroda positif, disebut anoda yang berfungsi sebagai penerima elektron.
Ada aliran arus #listrik yang mengalir dari kutub positif (anoda) ke kutub negatif (katoda). Sedangkan elektron akan mengalir dari kutub negatif menuju kutub positif.
Di dalam baterai sendiri, terjadi sebuah reaksi kimia yang menghasilkan elektron. Kecepatan dari proses ini (elektron, sebagai hasil dari elektrokimia) mengontrol seberapa banyak elektron dapat mengalir diantara kedua kutub. Elektron mengalir dari baterai ke kabel dan tentunya bergerak dari kutun negatif ke lutub positif tempat dimana reaksi kimia tersebutr sedang berlangsung.
Dan inilah alasan mengapa baterai bisa bertahan selama satu tahun dan masih memiliki sedikit power, selama tidak terjadi reaksi kimia atau selama kita tidak menghubungkannya dengan kabel atau sejenis Load lain. Seketika kita menghubungkannya dengan kabel maka reaksi kimia pun dimulai.
Lalu bagaimana komponen-komponen tersebut bisa menghasilkan aliran listrik? Begini, anoda dan katoda terbuat dari bahan yang dapat bereaksi dengan bahan elektrolitnya. Saat anoda dan elektrolit bereaksi, terbentuklah satu senyawa baru yang menyisakan satu elektron. Sebaliknya, reaksi antara katoda dan elektrolit membutuhkan satu elektron.
Jadilah sisa elektron dari reaksi anoda dan elektrolit tadi dikirimkan ke katoda agar katoda dapat bereaksi dengan elektrolit. Perpindahan elektron inilah yang dapat menimbulkan aliran listrik dari sebuah baterai.

7. Analisa kemampuan kerja baterai (Kapasitas baterai)

Besaran untuk menyatakan jumlah muatan listrik yang terkandung dalam baterai disebut kapasitas. Hal ini juga menentukan besar kecilnya ukuran suatu baterai.
Kapasitas baterai tergantung pada : massa aktip dalam plat – plat baterai, jumlah elemen – elemen , Luas penampang pelat baterai yang terendam dalam elektrolit baterai.

Kapasitas         = Ampere x Jam ( AH )
Disingkat Q     = J x t

Dimana:    

Q = Kapasitas (J x t)
I  = Arus pemakaian
T = Waktu

Kapasitas spesifik
Menurut DIN (Deutsche Industrie Norm), kapasitas spesifik ditentukan oleh besarnya arus pemakai selama 20 jam (10 jam) sehingga tegangan sel turun menjadi 1,75 volt.

Berat jenis elektrolit Berat jenis elektrolit ( ρ ) dapat dijadikan petunjuk untuk mengetahui kondisi isian baterai. Sebagai alat pengukur berat jenis ini digunakan hidrometer.
Jika dari hasil pengontrolan berat jenis antara sel yang satu dan yang lain terdapat perbedaan lebih dari 0,025 Kg/I, maka hal itu disebabkan ketidak-samaan tinggi elektrolitnya lagi.
Jika berat jenisnya terlalu rendah, maka telah terjadi hubungan singkat atau baterai sudah tua atau terlalu kehabisan arus.
Semakin lama baterai dipakai, semakin banyak kandungan air di dalam elektrolitnya, akibatnya semakin kecil / rendah berat jenis elektrolit tersebut.
Bila ketinggian elektrolit pada tandanya terlalu rendah, maka baterai harus ditambah dengan air suling.

Pengukuran dengan hydrometer

8. Analisa kerusakan baterai

Kerusakan sel akibat pensulfatan

Jika baterai dibiarkan terlalu lama tanpa diisi, maka akan terbentuk kristal – kristal sulfat yang halus. Tapi karena elektrolit tidak dapat menguap, maka barulah kristal – kristal itu berubah menjadi kristal timbel sulfat yang kasar. Kejadian yang demikian disebut pensulfatan.
Pensulfatan bisa menyebabkan pertambahan tahanan dalam dan akan menghalang – halangi reaksi kimia dalam baterai. Jika dalam keadaan pensulfatan ini baterai diisi dengan arus, maka baterai menjadi panas dan tegangan tiba – tiba naik secara tajam

Terima kasih banyak atas kunjungannya.

Dasar-dasar Sensor

Materi Dasar Sensor

Rangkaian Dasar Elektronika Sederhana

Rangkaian Dasar Elektronika Sederhana

A. Praktik 1

Gambar rangkaian dasar elektronika menghidupkan lampu menggunakan LDR (sesuai intensitas cahaya lingkungan)

B. Praktik 2

Gambar rangkaian dasar elektronika menghidupkan lampu menggunakan NTC (sesuai suhu lingkungan)

Terima kasih atas kunjungannya....

Dasar Elektronika Sederhana

Dasar Elektronika Sederhana

 

Teknik Elekronik mengacu pada cabang ilmu pengetahuan tentang proses listrik yang mengalir melalui ruang hampa,gas dan melalui bahan semi konduktor. Sedangkan Teknik listrik membahas tentang proses arus listrik yang mengalir melalui bahan-bahan penghantar padat misalnya logam dan bahan cairan misalnya elektrolit. Komponen elektronik dan juga elektromekanik yang digunakan dalam sirkuit elektronik dan sumber daya.listrik dibedakan menjadi komponen aktif dan komponen pasif.

• Komponen elektronik yang termasuk komponen aktif misalnya Solar sell, Transistor, Thyristor, Tabung elektron, Diode. 
• Komponen Elektronik yang termasuk komponen pasif misalnya : Resistor, Capasitor, Indiktor, Transformator, Relay, Saklar,Connector.

Perbedaan komponen pasif dan aktif adalah pada komponen pasif tidak mengubah bentuk gelombang sinyal ac yang diberikan kepadanya sedangkan komponen aktif dapat menyearahkan, menguatkan, dan mengubah bentuk gelombang sinyal AC yang diberikan kepadanyaPerbedaan komponen pasif dan aktif adalah pada komponen pasif tidak mengubah bentuk gelombang sinyal ac yang diberikan kepadanya sedangkan komponen aktif dapat menyearahkan, menguatkan, dan mengubah bentuk gelombang sinyal AC yang diberikan kepadanya.

A. KOMPONEN PASIF

Yang termasuk komponen pasif adalah resistor, kapasitor, induktor.

1. RESISTOR

Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 (mega ohm) = 1000 K (kilo ohm) = 1.000.000 (ohm)). Resistor terbagi menjadi dua macam, yaitu :

a) Resistor tetap

Resistor tetap yaitu resistor yang nilai hambatannya relatif tetap, biasanya terbuat dari karbon, kawat atau paduan logam. Nilainya hambatannya ditentukan oleh tebalnya dan panjangnya lintasan karbon. Panjang lintasan karbon tergantung dari kisarnya alur yang berbentuk spiral.

 

b) Resistor variabel

Resistor variabel, yaitu resistor yang besarnya hambatan dapat diubah-ubah. Resistor variabel dapat dibagi dalam dua macam yaitu:

⇨ VR linier atau perubahan sudut putar linier terhadap nilai resistansi (Contoh penerapan digunakan untuk sensor).

⇨ VR logaritmis atau perubahan sudut putar logaritmis terhadap nilai resistansi. (Contoh penerapan pada audio)

 

c) Thermistor

Thermistror adalah resistor yang dipengaruhi oleh perubahan suhu atau temperatur

⇨ NTC adalah Negative Temperature Coefisien dimana perubahan suhu berbanding terbalik terhadap perubahan resistansi.

⇨ PTC adalah Positive Temperature Coefisien dimana perubahan suhu berbanding lurus terhadap perubahan resistansi.

 

d) Light Dependent Resistor

LDR (Light Dependent Resistor) adalah resistor yang dipengaruhi oleh perubahan cahaya.

2. KAPASITOR

Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Seperti halnya hambatan, kapasitor dapat dibagi menjadi:

a) Kapasitor Tetap

Kapasitor tetap merupakan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitas yang tetap.

b) Kapasitor Tidak Tetap

Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi atau kapasitas yang dapat diubah-ubah. Kapasitor ini terdiri dari:

1) Kapasitor Trimer

Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan obeng.

2) Kapasitor Variable (Variable Capasitor) (Varco)

Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang tersedia. (bentuk menyerupai potensiometer)

3. INDUKTOR

Induktor adalah komponen yang dapat menyimpan energi magnetik.

Energi ini direpresentasikan dengan adanya tegangan emf (electromotive force) jika induktor dialiri listrik. Tegangan emf akan menjadi penting saat perubahan arusnya fluktuatif. Efek emf menjadi signifikan pada sebuah induktor, karena perubahan arus yang melewati tiap lilitan akan saling menginduksi. Ini yang dimaksud dengan self-induced. Secara matematis induktansi pada suatu induktor dengan jumlah lilitan sebanyak N adalah akumulasi flux magnet untuk tiap arus yang melewatinya:

Fungsi utama dari induktor di dalam suatu rangkaian adalah untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya.

B. KOMPONEN AKTIF

1. Diode (PN Junction) 

Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan pada satu arah saja. Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si).

Dioda terdiri dari :

a) Dioda Kontak Titik

Dioda ini dipergunakan untuk mengubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi rendah.

Contoh tipe dari dioda ini misalnya; OA 70, OA 90 dan 1N 60.

b) Dioda Hubungan

Dioda ini dapat mengalirkan arus atau tegangan yang besar hanya satu arah.Dioda ini biasa digunakan untuk menyearahkan arus dan tegangan. Dioda ini memiliki tegangan maksimal dan arus maksimal, misalnya Dioda tipe 1N4001 ada 2 jenis yaitu yang berkapasitas 1A/50V dan 1A/100V. Simbol dioda hubungan sama dengan simbol dioda kontak titik.

c) Dioda Zener

Dioda Zener adalah dioda yang bekerja pada daerah breakdown atau pada daerah kerja reverse bias. Dioda ini banyak digunakan untuk pembatas tegangan.atau stabilisator tegangan

Tipe dari dioda zener dibedakan oleh tegangan pembatasnya. Misalnya 12 V, ini berarti dioda zener dapat membatasi tegangan yang lebih besar dari 12 V atau menjadi 12 V.

d) Dioda Pemancar Cahaya (LED)

LED adalah kepanjangan dari Light Emitting Diode (Dioda Pemancar Cahaya).

Dioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,8 V dengan arus 1,5 mA. LED banyak digunakan sebagai lampu indikator dan peraga (display).

2. TRANSISTOR

Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar.

Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub (seperti pada gambar a).

Transistor Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buah persambungan kutub (seperti pada gambar b).

Transistor biasa terdiri dari 3 buah kaki yang masing-masing diberi nama: emitor, basis dan kolektor.

Transistor bipolar dapat diibaratkan dengan dua buah dioda yang tergambar pada gambar a.

3. THYRISTOR

Thyristor berakar kata dari bahasa Yunani yang berarti ‘pintu'. Dinamakan demikian barangkali karena sifat dari komponen ini yang mirip dengan pintu yang dapat dibuka dan ditutup untuk melewatkan arus listrik. Ada beberapa komponen yang termasuk thyristor antara lain adalah komponen-komponen thyristor yang dikenal dengan sebutan SCR (silicon controlled rectifier), TRIAC dan DIAC.

Ciri-ciri utama dari sebuah thyristor adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor silicon. Walaupun bahannya sama, tetapi struktur P-N junction yang dimilikinya lebih kompleks dibanding transistor bipolar atau MOS. Komponen thyristor lebih digunakan sebagai saklar (switch) daripada sebagai penguat arus atau tegangan seperti halnya transistor.

Macam macam thyristor:
a) SCR
Thyristor disebut juga dengan SCR ( Silicon Controlled Rectifier) dan
banyak digunakan sebagai saklar elektronik. Gambar diskrit dan
simbol SCR ditunjukkan dengan gambar dibawah ini :

Thyristor ini akan bekerja atau menghantar arus listrik dari anoda ke katoda jika pada kaki gate diberi arus kearah katoda, karenanya kaki gate harus diberi tegangan positif terhadap katoda.

Pemberian tegangan ini akan menyulut thyristor, dan ketika tersulut thyristor akan tetap menghantar. SCR akan terputus jika arus yang melalui anoda ke katoda menjadi kecil atau gate pada SCR terhubung dengan ground.

b) TRIAC

Boleh dikatakan SCR adalah thyristor yang uni-directional, karena ketika ON hanya bisa melewatkan arus satu arah saja yaitu dari anoda menuju katoda. Struktur TRIAC sebenarnya adalah sama dengan dua buah SCR yang arahnya bolak-balik dan kedua gatenya

disatukan. Simbol dan bentuk fisik TRIAC ditunjukkan pada gambar berikut ini. TRIAC biasa juga disebut thyristor bi-directional.

c) DIAC

Kalau dilihat strukturnya seperti Gambar 24, DIAC bukanlah termasuk keluarga thyristor, namun prinsip kerjanya membuat ia digolongkan sebagai thyristor. DIAC dibuat dengan struktur PNP mirip seperti transistor. Lapisan N pada transistor dibuat sangat tipis sehingga electron dengan mudah dapat menyeberang menembus lapisan ini. Sedangkan pada DIAC, lapisan N di buat cukup tebal sehingga elektron cukup sukar untuk menembusnya. Struktur DIAC yang demikian dapat juga dipandang sebagai dua buah dioda PN dan NP, sehingga dalam beberapa literatur DIAC digolongkan sebagai dioda.

Sukar dilewati oleh arus dua arah, DIAC memang dimaksudkan untuk tujuan ini. Hanya dengan tegangan breakdown tertentu barulah DIAC dapat menghantarkan arus. Arus yang dihantarkan

tentu saja bisa bolak-balik dari anoda menuju katoda dan sebaliknya. Kurva karakteristik DIAC sama seperti TRIAC, tetapi yang hanya perlu diketahui adalah berapa tegangan breakdown-nya. Simbol dari DIAC adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 32. DIAC umumnya dipakai sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan input tertentu yang relatif tinggi.

4. Transistor FET

Transistor Bipolar dinamakan demikian karena bekerja dengan 2 (bi) muatan yang berbeda yaitu elektron sebagai pembawa muatan negatif dan hole sebagai pembawa muatan positif. Ada satu jenis transistor lain yang dinamakan FET (Field Efect Transistor). Berbeda dengan prinsip kerja transistor bipolar, transistor FET bekerja bergantung dari satu pembawa muatan, apakah itu elektron atau hole. Karena hanya bergantung pada satu pembawa muatan saja, transistor ini disebut komponen unipolar. Umumnya untuk aplikasi linear, transistor bipolar lebih disukai, namun transistor FET sering digunakan juga karena memiliki impedansi input (input impedance) yang sangat besar. Terutama jika digunakan sebagai switch, FET lebih baik karena resistansi dan disipasi dayanya yang kecil.

Ada dua jenis transistor FET yaitu JFET (junction FET) dan MOSFET (metal-oxide semiconductor FET). Pada dasarnya kedua jenis transistor memiliki prinsip kerja yang sama, namun tetap ada perbedaan yang mendasar pada struktur dan karakteristiknya. Namun dari keduanya yg sering banyak dipakai adalah jenis MOSFET makanya yang akan dibahas disini adalah jenis MOSFET. Mirip seperti JFET, transistor MOSFET (Metal oxide FET) memiliki drain, source dan gate. Namun perbedaannya gate terisolasi oleh suatu bahan oksida. Gate sendiri terbuat dari bahan metal seperti aluminium. Oleh karena itulah transistor ini dinamakan metal-oxide. Karena gate yang terisolasi, sering jenis transistor ini disebut juga IGFET yaitu insulated-gate FET.

Ada dua jenis MOSFET, yang pertama jenis depletion-mode dan yang kedua jenis enhancement-mode. Jenis MOSFET yang kedua adalah komponen utama dari gerbang logika dalam bentuk IC (integrated circuit), uC (micro controller) dan uP (micro processor) yang tidak lain adalah komponen utama dari komputer modern saat ini.

Terima kasih atas kunjungannya.