Elektronika

Elektronika merupakan ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi.

Alat-alat yang menggunakan dasar kerja elektronika ini disebut sebagai peralatan elektronik (electronic devices). Contoh peralatan (peranti) elektronik ini: radio, TV, perekam kaset, perekam kaset video (VCR), perekam VCD, perekam DVD, kamera video, kamera digital, komputer pribadi desktop, komputer laptop, PDA (komputer saku), robot, smart card, dll.

 Sejarah 
Sejarah elektronika dimulai dari abad ke-18, dengan melibatkan tiga buah komponen utama yaitu tabung hampa udara (vacuum tube), transistor dan sirkuit terpadu (integrated circuit). Pada tahun 1883, Thomas Alva Edison berhasil menemukan bahwa elektron bisa berpindah dari sebuah konduktor ke konduktor lainnya melewati ruang hampa. Penemuan konduksi atau perpindahan ini dikenal dengan nama efek Edison. Pada tahun 1904, John Fleming menerapkan efek Edison ini untuk menemukan dua buah elemen tabung elektron yang dikenal dengan nama diode, dan Lee De Forest mengikutinya pada tahun 1906 dengan tabung tiga elemen, yang disebut trioda. Tabung hampa udara menjadi perangkat yang dibuat untuk memanipulasi kemungkinan energi listrik sehingga bisa diperkuat dan dikirimkan.

Aplikasi tabung elektron pertama diterapkan dalam bidang komunikasi radio. Guglielmo Marconi merintis pengembangan telegraf tanpa kabel (wireless telegraph) pada tahun 1896 dan komunikasi radio jarak jauh pada tahun 1901. Pada tahun 1918, Edwin Armstrong menemukan penerima "super-heterodyne" yang dapat memilih sinyal radio atau stasion dan dapat menerima sinyal jarak jauh. Armstrong juga menemukan modulasi frekuensi FM pita lebar (wide-band) pada tahun 1935; sebelumnya hanya menggunakan AM atau modulasi amplitudo pada rentang tahun 1920 sampai 1935.

Bell Laboratories mengeluarkan televisi ke publik pada tahun 1927, dan ini masih merupakan bentuk elektromekanikal. Ketika sistem elektronik menjadi jaminan kualitas, para insinyur Bell Labs memperkenalkan tabung gambar sinar katode dan televisi berwarna. Namun Vladimir Zworykin, seorang insinyur di Radio Corporation of America (RCA), dianggap sebagai "bapak televisi" karena penemuannya, tabung gambar dan tabung kamera iconoscope. Pada pertengahan tahun 1950-an, televisi telah melewati radio untuk penggunaan di rumah dan hiburan.

Setelah perang, tabung elektron digunakan untuk mengembangan komputer pertama, tetapi tabung ini tidak praktis karena ukuran komponen elektroniknya. Pada tahun 1947, transistor ditemukan oleh tim insinyur dari Bell Laboratories. Fungsi transistor seperti tabung hampa udara, tetapi memiliki ukuran yang lebih kecil, lebih ringan, konsumsi daya lebih kecil, lebih kuat, dan lebih murah untuk diproduksi dengan adanya kombinasi penghubung metalnya dan bahan semikonductor.

Konsep sirkuit terintegrasi diusulkan pada tahun 1952 oleh Geoffrey W. A. Dummer, seorang ahli elektronika berkebangsaan Inggris dengan Royal Radar Establishment-nya. Pada tahun 1961, sirkuit terintegrasi menjadi produksi penuh oleh sejumlah perusahaan, dan desain peralatan berubah secara cepat dan dalam beberapa arah yang berbeda untuk mengadaptasi teknologi.

 Komponen elektronik 

200px|jmpl|Kios perbaikan di Mumbai, India.
200px|jmpl|Tempat perbaikan elektronik di Hong Kong.
200px|jmpl|Teknisi Angkatan Laut AS menginspeksi sebuah chip Random Access Memory (RAM) di atas kapal induk bertenaga nuklir USS Nimitz (CVN 68).
200px|jmpl

Komponen elektronika berupa sebuah alat berupa benda yang menjadi bagian pendukung suatu rangkaian elektronik yang dapat bekerja sesuai dengan kegunaannya. Mulai dari yang menempel langsung pada papan rangkaian baik berupa PCB, CCB, Protoboard maupun Veroboard dengan cara disolder atau tidak menempel langsung pada papan rangkaian (dengan alat penghubung lain, misalnya kabel).

Komponen elektronika ini terdiri dari satu atau lebih bahan elektronika, yang terdiri dari satu atau beberapa unsur materi dan jika disatukan, untuk desain rangkaian yang diinginkan dapat berfungsi sesuai dengan fungsi masing-masing komponen, ada yang untuk mengatur arus dan tegangan, meratakan arus, menyekat arus, memperkuat sinyal arus dan masih banyak fungsi lainnya.
 Komponen pasif 
 Resistor atau tahanan
 Kapasitor atau kondensator
 Induktor atau kumparan
 Transformator

 Komponen aktif 
 Diode
 Diode cahaya
 Diode foto
 Diode laser
 Diode Zener
 Diode Bridge
 Diode Schottky
 Transistor
 Transistor efek medan
 Transistor bipolar
 Transistor IGBT
 Transistor Darlington
 Transistor foto

 Sensor dan aktuator elektromekanik 
 Mikrofon
 Speaker
 Strain gauge
 Saklar
 Termistor
 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)

jmpl|Rangkaian analog pembangkit frekuensi dari Hitachi J100

 Sirkuit Analog 
Sirkuit Analog atau rangkaian Analog adalah jenis rangkaian elektronika yang dipakai untuk memproses signal atau isyarat yang bersifat kontinu. Perubahan signal dalam rangkaian Analog ini adalah sedikit demi sedikit meliputi semua titik pada amplitudo signal maximum dan minimumnya. Hal ini berbeda dengan watak dalam signal digital, di mana signal hanya dua macam tingkat saja: tinggi (menyatakan 1) dan rendah (menyatakan 0).

Contoh sirkuit analog:
 Penguat
 Penguat operasi (Operational Amplifier) termasuk umpanbalik negatif
 Girator

 Sirkuit Digital 

Elektronika digital adalah sistem elektronika yang menggunakan isyarat digital. Elektronika digital adalah representasi dari aljabar boolean dan digunakan di komputer, telpon genggam dan berbagai produk konsumen lainnya. Dalam sebuah sirkuit digital, sinyal direpresentasikan dengan satu dari dua macam kondisi yaitu 1 (high, active, true,) dan 0 (low, nonactive, false). Atau jika direspresentasika dalam tegangan 1 dapat berarti tegangan maksimum (umumnya 5 V atau 3 V) dan 0 berarti tegangan minimum (umumnya 0 v, tetapi ada pula yang 2,5 V). hal ini dikarenakan varian dari bahan pembuatnya.

Contoh sirkuit digital:
 Gerbang logika
(DL, RTL, RTL, DTL, TTL, ECL, CMOS, NMOS, HMOS)
 Flip-flop
 Penghitung biner (Inggris: counter)
 Register
 Multiplekser (MUX) dan DEMUX
 Penjumlah biner (Adder), pengurang biner & Pengganda biner (Multiplier)
 Mikroprosesor
 Mikrokontroler
 ADC, DAC, Atmel AVR
 Pemroses sinyal digital (DSP)
 FPGA (Field-Programmable Gate Array), ASIC, FPAA, Embedded-FPGA, CPLD
 Semua jenis komputer digital: komputer super, mainframe, komputer mini, komputer pribadi desktop, laptop, PDA, Smart card, telepon pintar, dll

jmpl|Alat ukur voltmeter digital yang sedang mengukur rangkaian prototaip nya

 Alat ukur 

Dalam fisika dan teknik, pengukuran merupakan aktivitas yang membandingkan kuantitas fisik dari objek dan kejadian dunia-nyata. Alat ukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur benda atau kejadian tersebut. Seluruh alat pengukur dapat terkena kesalahan peralatan yang bervariasi. Bidang ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran dinamakan metrologi.

Fisikawan menggunakan banyak alat untuk melakukan pengukuran mereka. Ini dimulai dari alat yang sederhana seperti penggaris dan stopwatch sampai ke mikroskop elektron dan pemercepat partikel. Instrumen virtual digunakan luas dalam pengembangan alat pengukur modern.

Contoh alat ukur elektronik:
 Ohm-meter
 Amper-meter
 Voltmeter
 Multimeter
 Multitester Analog/Digital
 Oscilloscope
 Generator fungsi
 Digital Signal Analyzer
 Spectrum meter

 Industri elektronik 

ka|jmpl|200px|Pekerja di sebuah pabrik elektronik di Shenzhen, China.
200px|jmpl
Industri elektronik, khususnya berarti elektronik konsumen muncul pada abad ke-20 dan kini telah menjadi industri global bernilai miliaran dolar. Masyarakat kontemporer menggunakan segala macam perangkat elektronik yang dibangun di pabrik-pabrik otomatis atau semi-otomatis dioperasikan oleh industri.

Ukuran industri dan penggunaan bahan beracun, serta kesulitan daur ulang telah menyebabkan serangkaian masalah dengan limbah elektronik. Peraturan internasional dan undang-undang lingkungan telah dikembangkan dalam upaya untuk mengatasi persoalan ini.

 Lihat pula 

 Logika tangga
 Industri elektronika konsumen Jepang

 Referensi 

 Bacaan lebih lanjut 
 The Art of Electronics ISBN 978-0-521-37095-0
 Online course on Computational Electronics on Nanohub.org

 Pranala luar 
 Electrical and electronics web portal
 Electronics tutorials, projects and software
 Navy 1998 Navy Electricity and Electronics Training Series (NEETS) 
 DOE 1998 Electrical Science, Fundamentals Handbook, 4 vols.
 Vol. 1, Basic Electrical Theory, Basic DC Theory 
 Vol. 2, DC Circuits, Batteries, Generators, Motors
 Vol. 3, Basic AC Theory, Basic AC Reactive Components, Basic AC Power, Basic AC Generators
 Vol. 4, AC Motors, Transformers, Test Instruments & Measuring Devices, Electrical Distribution Systems