Fungsi Resistor : Membatasi Arus dan Membagi Tegangan

Silakan baca artikel dasar di sini http://www.rustamaji.net/en/arduino/voltage-current-dan-resistor-3-hal-dasar-elektronika

Dalam dunia elektronika, resistor memiliki 2 fungsi yang sangat penting, yaitu:

  1. Current Limiter (pembatas arus)
  2. Voltage Divider (pembagi tegangan)

Dan keduanya bekerja berdasarkan hukum sederhana: Hukum Ohm $V=IR$

Coba ambil satu perangkat elektronik sehari-hari, misalnya sebuah amplifier, saya akan tunjukan ada banyak current limitter dan voltage divider dalam rangkaian tersebut.

Baiklah, kita bedah satu persatu peran resitor ini dan bagaimana aplikasinya dalam arduino.

Current Limitter

Sesuai namanya, current limitter, membatasi arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Caranya? Dengan memasang sebuah resistor dalam rangkaian tersebut.

Seperti kita ketahui, arus listrik yang berlebihan akan membuat komponen listrik rusak. Di lain pihak, kekurangan arus listrik membuat komponen tidak bekerja. Mengapa? karena arus listrik berhubungan erat dengan energi dan daya. Dalam suatu rangkaian elektronikam arus yang besar berarti energi yang mengalir juga besar. Energi ini akan berubah bentuk menjadi energi panas dan bentuk lain seperti suara, cahaya, dll. Komponen dirancang untuk bisa mendisipasi sejumlah energi, lebih dari itu membuat komponen kepanasan dan rusak.

Jadi berapa harusnya arus listrik yang mengalir? Baca spec!

Untuk memudahkan aplikasi current limitter ini, mari kita ambil contoh penerapannya pada lampu LED. Berapa ohm resistor yang harus dipasang seri dengan LED?

Pertama-tama kita harus tahu tegangan dan arus yang kita ingin alirkan ke dalam LED. Dari spesifikasi kita bisa baca bahwa sebuah LED akan menyala dengan cahaya yang cukup jika arus yang mengalir adalah 5 mA sampai 20 mA. Berapa besar resistor yang harus dipasang?

Dengan rumus V = IR atau R = V/I kita bisa menghitung R ini. Misalkan jika tegangan yang kita gunakan adalah 5V, maka untuk menghasilkan arus 5 mA (LED menyala kecil), R = 5V dibagi 5mA atau R = 5V dibagi 0.005A = 1 kOhm.

Berapa R untuk menghasilkan nyala LED yang cukup terang (20 mA), silakan hitung dengan rumus di atas R = 5V / 20mA = 250 Ohm. 

Dalam prakteknya kondisi ideal di atas tidak bisa langsung diterapkan, karena:

  1. Tidak ada nilai resistor di pasaran yang nilainya sesuai hasil perhitungan kita. Nilai resistor dari pabrik sudah ditentukan seperti 1 k, 10 k, 22k, 27k, dst. Kuncinya di sini kita tidak harus saklek sampai harus sama persis. Pada kenyataannya walaupun kita beli resistor yang nilainya 1 kilo ohm, bisa jadi yang kita peroleh mungkin nilainya lebih besar atau lebih kecil tergantung nilai toleransinya.
  2. LED atau alat lainnya yang kita hubungkan memiliki nilai resistansi sendiri yang menyebabkan nilai resistansi totalnya menjadi berbeda. Tapi biasanya nilai resistansi ini sangat rendah sehingga bisa kita abaikan, walaupun dalam beberapa hal nilai tersebut perlu dimasukkan ke dalam perhitungan.

 

Voltage Divider

Fungsi kedua dari resistor adalah sebagai pembagi tegangan. Ya betul, sebuah tegangan, misalnya 5V dapat dibagi-bagi secara proporstional sesuai nilai hambatan (resistance)nya. Yang paling sederhana adalah rangkaian dengan 2 resistor seperti gambar di bawah.

Suatu tegangan 5V digubungkan dengan 2 resitor yang sama dengan nilai hambatan 10 kOhm (R1 = R2 = 10 k), maka tegangan di ttik A adalah setengah dari 5V = 2,5 V (terhadap ground).

Bila R1 dan R2 diganti menjadi 20 kohm dan 30 kohm berturut-turut, maka tegangan pada R1 = 2V dan pada R2 = 3C

Cara kerja sensor analog juga menggunakan prinsip voltage divider. Seperti kita ketahui PIN analog Arduino menerima input tegangan dari 0V sampai 5V. Input 0V dideteksi sebagai angka 0000000000 (0 decimal) sedangkan tegangan 5V diterima sebagai angka 1111111111 (1023 desimal). Dan tegangan antara 0V sampai 5V berelasi dengan angka antara 0 sd 1023. Dengan menggunakan sedikit perhitungan matematika kita bisa mendapatkan angka yang kita mau.

Contoh sensor analog adalah LDR (Light Dependent Resistor). Sesuai namanya ini adalah sebuah resistor yang nilainya tergantung kepada intensitas cahaya yang masuk. Kalau cahaya yang masuk cukup besar, maka resistansi nya menjadi sangat kecil (mendekati 0). Sedangkan dalam keadaan yang gelap, resistansinya sangat besar.

Dengan menggunakan resistor yang tepat, kita bisa mendapatkan tegangan pad ainput PIN analog yang kita mau.

Mengenai penerapan voltage divider dalam analog sensor bisa dibaca di sini http://www.rustamaji.net/id/arduino/voltage-divider-dan-sensor-analog

 

Bahasa Indonesia