Alat-alat IPTEK yang menggunakan Konsep Fisika

Transformator

Transformator/ Transformer / Trafo adalah suatu peralatan listrik yang termasuk dalam klasifikasi mesin listrik statis dan berfungsi untuk menyalurkan tenaga/daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan rendah atau sebaliknya, dengan frekuensi sama. Dalam pengoperasiannya, transformator-transformator tenaga pada umumnya ditanahkan pada titik netral, sesuai dengan kebutuhan untuk sistem pengamanan atau proteksi. Sebagai contoh transformator 150/70 kV ditanahkan secara langsung di sisi netral 150 kV, dan transformator 70/20 kV ditanahkan dengan tahanan di sisi netral 20 kV nya. Transformator yang telah diproduksi terlebih dahulu melalui pengujian sesuai standar yang telah ditetapkan.

Dasar dari teori transformator adalah sebagai berikut :“Apabila ada arus listrik bolak-balik yang mengalir mengelilingi suatu inti besi maka inti besi itu akan berubah menjadi magnit dan apabila magnit tersebut dikelilingi oleh suatu belitan maka pada kedua ujung belitan tersebut akan terjadi beda tegangan mengelilingi magnit, sehingga akan timbul gaya gerak listrik (GGL)”.

Klasifikasi Transformator Tenaga

Transformator tenaga dapat di klasifikasikan menurut sistem pemasangan dan cara pendinginannya.

1. Menurut Pemasangan• Pemasangan dalam• Pemasangan luar

2. Menurut Pendinginan, menurut cara pendinginannya dapat dibedakan sebagai berikut:a) Berdasarkan Fungsi dan pemakaian:• Transformator mesin (untuk mesin-mesin listrik)• Transformator Gardu Induk• Transformator Distribusi

b) Berdasarkan Kapasitas dan Tegangan Kerja:Contoh transformator 3 phasa dengan tegangan kerja di atas 1100 kV dan daya di atas 1000 MVA ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Contoh Transformator 3 Phasa dengan Tegangan Kerja >1100 kV dan Daya >1000 MVA.

Dalam usaha mempermudah pengawasan dalam operasi, transformator dapat dibagi menjadi: transformator besar, transformator sedang, dan transformator kecil.

Cara Kerja dan Fungsi Bagian-Bagian Transformator

Suatu transformator terdiri atas beberapa bagian, yaitu:• Bagian utama transformator• Peralatan Bantu• Peralatan ProteksiSetiap bagian tersebut memiliki fungsi masing-masing, dan untuk detailnya anda juga dapat membaca artikel mengenai komponen-komponen transformator.

1. Bagian utama transformator, terdiri dari:

a) Inti besiInti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluks, yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan. Dibuat dari lempengan-lempengan besi tipis yang berisolasi, untuk mengurangi panas (sebagai rugi-rugi besi) yang ditimbulkan oleh arus pusar atau arus eddy (eddy current).

b) Kumparan transformatorBeberapa lilitan kawat berisolasi membentuk suatu kumparan, dan kumparan tersebut diisolasi, baik terhadap inti besi maupun terhadap kumparan lain dengan menggunakan isolasi padat seperti karton, pertinax dan lain-lain.Pada transformator terdapat kumparan primer dan kumparan sekunder. Jika kumparan primer dihubungkan dengan tegangan/arus bolak-balik maka pada kumparan tersebut timbul fluks yang menimbulkan induksi tegangan, bila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka mengalir arus pada kumparan tersebut, sehingga kumparan ini berfungsi sebagai alat transformasi tegangan dan arus.

c) Kumparan tertierFungsi kumparan tertier diperlukan adalah untuk memperoleh tegangan tertier atau untuk kebutuhan lain. Untuk kedua keperluan tersebut, kumparan tertier selalu dihubungkan delta atau segitiga. Kumparan tertier sering digunakan juga untuk penyambungan peralatan bantu

seperti kondensator synchrone, kapasitor shunt dan reactor shunt, namun demikian tidak semua transformator daya mempunyai kumparan tertier.

d) Minyak transformatorSebagian besar dari transformator tenaga memiliki kumparan-kumparan yang intinya direndam dalam minyak transformator, terutama pada transformator-transformator tenaga yang berkapasitas besar, karena minyak transformator mempunyai sifatsebagai media pemindah panas (disirkulasi) dan juga berfungsi pula sebagai isolasi (memiliki daya tegangan tembus tinggi) sehingga berfungsi sebagai media pendingin dan isolasi.

Minyak transformator harus memenuhi persyaratan, yaitu:• kekuatan isolasi tinggi• penyalur panas yang baik, berat jenis yang kecil, sehingga partikel-partikel dalam minyak dapat mengendap dengan cepat• viskositas yang rendah, agar lebih mudah bersirkulasi dan memiliki kemampuan pendinginan menjadi lebih baik• titik nyala yang tinggi dan tidak mudah menguap yang dapat menimbulkan baha• tidak merusak bahan isolasi padat• sifat kimia yang stabil

Minyak transformator baru harus memiliki spesifikasi seperti tampak pada Tabel 1 di bawah ini.

Tabel 1. Spesifikasi Minyak Isolasi Baru.

Untuk minyak isolasi pakai berlaku untuk transformator berkapasitas > 1 MVA atau bertegangan > 30 kV sifatnya seperti ditunjukkan pada Tabel 2.

Tabel 2. Spesifikasi Minyak Isolasi Pakai.

e) BushingHubungan antara kumparan transformator ke jaringan luar melalui sebuah bushing, yaitu sebuah konduktor yang diselubungi oleh isolator, yang sekaligus berfungsi sebagai penyekat antara konduktor tersebut dengan tangki transformator.

f) Tangki dan konservatorPada umumnya bagian-bagian dari transformator yang terendam minyak transformator berada atau (ditempatkan) di dalam tangki. Untuk menampung pemuaian pada minyak transformator, pada tangki dilengkapi dengan sebuah konservator.

Terdapat beberapa jenis tangki, diantaranya adalah:

• Jenis sirip (tank corrugated) Badan tangki terbuat dari pelat baja bercanai dingin yang menjalani penekukan, pemotongan dan proses pengelasan otomatis, untuk membentuk badan tangki bersirip dengan siripnya berfungsi sebagai radiator pendingin dan alat bernapas pada saat yang sama. Tutup dan dasar tangki terbuat dari plat baja bercanai panas yang kemudian dilas sambung kepada badan tangki bersirip membentuk tangki corrugated ini. Umumnya transformator di bawah 4000 kVA dibuat dengan bentuk tangki corrugated.

• Jenis tangki Conventional Beradiator, Jenis tangki terdiri dar badan tangki dan tutup yang terbuat dari mild steel plate (plat baja bercanai panas) ditekuk dan dilas untuk dibangun sesuai dimensi yang diinginkan, sedang radiator jenis panel terbuat dari pelat baja bercanai dingin (cold rolled steel sheets). Transformator ini umumnya dilengkapi dengan konservator dan digunakan untuk 25.000,00 kVA, yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Transformator Tipe Conventional Beradiator (Sumber Trafindo, 2005)

• Hermatically Sealed Tank With N2 Cushined, Tipe tangki ini sama dengan jenis conventional tetapi di atas permukaan minyak terdapat gas nitrogen untuk mencegah kontak antara minyak dengan udara luar

2. Peralatan Bantu

a) PendinginPada inti besi dan kumparan-kumparan akan timbul panas akibat rugi-rugi besi dan rugi-rugi tembaga. Bila panas tersebut mengakibatkan kenaikan suhu yang berlebihan, akan merusak isolasi transformator, maka untuk mengurangi adanya kenaikan suhu yang berlebihan tersebut pada transformator perlu juga dilengkapi dengan sistem pendingin yang bergungsi untuk menyalurkan panas keluar transformator. Media yang digunakan pada sistem pendingin dapat berupaudara, gas, minyak dan air.

Sistem pengalirannya (sirkulasi) dapat dengan cara:• Alamiah (natural)• Tekanan/paksaan (forced).

Tabel 3. Tipe Pendinginan Transformatorketerangan: A = air (udara), O = Oil (minyak), N = Natural (alamiah), F = Forced (Paksaan / tekanan)

b) Tap Changer (perubah tap)Tap Changer adalah perubah perbandingan transformator untuk mendapatkan tegangan operasi sekunder sesuai yang diinginkan dari tegangan jaringan/primer yang berubah-ubah. Tap changer dapat dilakukan baik dalam keadaan berbeban (on-load) atau dalam keadaan tak berbeban (off load), dan tergantung jenisnya.

c) Alat pernapasanKarena adanya pengaruh naik turunnya beban transformator maupun suhu udara luar, maka suhu minyak akan berubah-ubah mengikuti keadaan tersebut. Bila suhu minyak tinggi, minyak akan memuai dan mendesak udara di atas permukaan minyak keluar dari dalam tangki, sebaliknya bila suhu minyak turun, minyak menyusut maka udara luar akan masuk ke dalam tangki. Kedua proses di atas disebut pernapasan transformator. Permukaan minyak transformator akan selalu bersinggungan dengan udara luar yang menurunkan nilai tegangan tembus pada minyak transformator, maka untuk mencegah hal tersebut, pada ujung pipa penghubung udara luar dilengkapi tabung berisi kristal zat hygroscopis.

d) IndikatorUntuk mengawasi selama transformator beroperasi, maka perlu adanya indicator yang dipasang pada transformator. Indikator tersebut adalah sebagai berikut:• indikator suhu minyak• indikator permukaan minyak• indikator sistem pendingin• indikator kedudukan tap, dan sebagainya.

3. Peralatan Proteksi

a) Relay BucholzRelay Bucholz adalah relai yang berfungsi mendeteksi dan mengamankan terhadap gangguan transformator yang menimbulkan gas.

Timbulnya gas dapat diakibatkan oleh beberapa hal, diantaranya adalah:• Hubung singkat antar lilitan pada atau dalam phasa• Hubung singkat antar phasa• Hubung singkat antar phasa ke tanah• Busur api listrik antar laminasi• Busur api listrik karena kontak yang kurang baik.

b) Relai Tekanan LebihRelai ini berfungsi hampir sama seperti Relay Bucholz. Fungsinya adalah mengamankan terhadap gangguan di dalam transformator. Bedanya relai ini hanya bekerja oleh kenaikan tekanan gas yang tiba-tiba dan langsung mentripkan pemutus tenaga (PMT). Alat pengaman tekanan lebih ini berupa membran yang terbuat dari kaca, plastik, tembaga atau katup berpegas, sebagai pengaman tangki transformator terhadap kenaikan tekan gas yang timbul di dalam tangki yang akan pecah pada tekanan tertentu dan kekuatannya lebih rendah dari kekuatan tangki transformator

c) Relai DiferensialBerfungsi mengamankan transformator terhadap gangguan di dalam transformator, antara lain adalah kejadian flash over antara kumparan dengan kumparan atau kumparan dengan tangki atau belitan dengan belitan di dalam kumparan ataupun beda kumparan.

d) Relai Arus lebihBerfungsi mengamankan transformator jika arus yang mengalir melebihi dari nilai yang diperkenankan lewat pada transformator tersebut dan arus lebih ini dapat terjadi oleh karena beban lebih atau gangguan hubung singkat. Arus lebih ini dideteksi oleh transformator arus atau current transformator (CT).

e) Relai Tangki TanahAlat ini berfungsi untuk mengamankan transformator bila ada hubung singkat antara bagian yang bertegangan dengan bagian yang tidak bertegangan pada transformator.

f) Relai Hubung TanahFungsi alat ini adalah untuk mengamankan transformator jika terjadi gangguan hubung singkat satu phasa ke tanah.

g) Relai ThermisAlat ini berfungsi untuk mencegah/mengamankan transformator dari kerusakan isolasi pada kumparan, akibat adanya panas lebih yang ditimbulkan oleh arus lebih. Besaran yang diukur di dalam relai ini adalah kenaikan suhu.

Foto Rontgen

Orang lebih mengenal alat kedokteran ini dengan sebutan Rontgen. Alat ini dipergunakan untuk mengetahui bagian dalam khususnya paru-paru. X-ray menjalankan fungsi kerjanya dengan penggunaan sinar radiasi. Sinar-X (rontgen) merupakan jenis radiasi yang paling banyak ditemukan dalam kegiatan sehari-hari. Semua sinar-X di bumi ini dibuat oleh manusia dengan menggunakan peralatan listrik tegangan tinggi. Alat pembangkit sinar-X dapat dinyalakan dan dimatikan. Jika tegangan tinggi dimatikan, maka tidak akan ada lagi radiasi. Sinar-X dapat menembus bahan, misalnya jaringan tubuh, air, kayu atau besi, karena sinar-X mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Sinar-X hanya dapat ditahan secara efektif oleh bahan yang mempunyai kerapatan tinggi, misalnya timah hitam (Pb) atau beton tebal Sinar-X atau sinar Röntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 pikometer (mirip dengan frekuensi dalam jangka 30 PHz to 60 EHz). Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.

SEJARAH RONTGEN (1845-1923)

Wilhelm Conrad Rontgen adalah penemu sinar X yang dilahirkan pada tahun 1845 di kota Lennep, Jerman. Dia memperoleh gelar doktor tahun 1869 dari Universitas Zurich. Selama 19 tahun sesudah itu, Rontgen bekerja di berbagai universitas, dan lambat laun memperoleh reputasi seorang ilmuwan yang handal. Tahun 1888 dia diangkat menjadi mahaguru bidang fisika dan Direktur Lembaga Fisika Universitas Wurburg. Di situlah, tahun 1895, Rontgen membuat penemuan yang membuat namanya terkenal.

Pada tanggal 8 November 1895 Rontgen membuat percobaan dengan “sinar cathode.” Sinar cathode terdiri dari arus electron. Arus diprodusir dengan menggunakan voltase tinggi antara elektrode yang ditempatkan pada masing-masing ujung tabung gelas yang udaranya hampir dikosongkan seluruhnya. Sinar cathode sendiri tidak khusus merembes dan sudah distop oleh beberapa sentimeter udara. Pada peristiwa ini Rontgen sudah sepenuhnya menutup dia punya tabung sinar cathode dengan kertas hitam tebal, sehingga biarpun sinar listrik dinyalakan, tak ada cahaya yang bisa terlihat dari tabung. Tetapi, tatkala Rontgen menyalakan arus listrik di dalam tabung sinar cathode, dia terperanjat melihat bahwa cahaya mulai memancar pada layar yang terletak dekat bangku seperti distimulir oleh sinar lampu. Dia padamkan tabung dan layar (yang terbungkus oleh barium platino cyanide) cahaya berhenti memijar. Karena tabung sinar cathode sepenuhnya tertutup, Rontgen segera sadar bahwa sesuatu bentuk radiasi yang tak kelihatan mesti datang dari tabung ketika cahaya listrik dinyalakan. Karena ini merupakan hal yang misterius, dia sebut radiasi yang tampak itu “sinar X.” Adapun “X” merupakan lambang matematik biasa untuk sesuatu yang tidak diketahui.

Setelah itu, Rontgen menyisihkan penyelidikan-penyelidikan lain dan pusatkan perhatian terhadap penelaahan hal-ihwal yang terkandung dalam “sinar X.” Sesudah beberapa minggu kerja keras, dia menemukan bukti-bukti lain seperti :(1) sinar X dapat membuat berbagai sinar benda kimia selain “barium platinocyanide.”(2) sinar X dapat menerobos melalui berbagai benda yang tak tembus oleh cahaya biasa.

Penggunaan sinar X yang paling dikenal tentu saja di bidang pengobatan dan diagnosa gigi. Penggunaan lain adalah di bidang radioterapi, di mana sinar X digunakan untuk menghancurkan tumor ganas atau mencegah pertumbuhannya.

Rontgen tak punya anak, karena itu dia dan istrinya mengangkat anak seorang gadis. Tahun 1901 Rontgen menerima Hadiah Nobel untuk bidang fisika, yang untuk pertama kalinya diberikan untuk bidang itu. Dia tutup usia di Munich, Jerman tahun 1923.

komponen Sinar-X

RAGAM PERSIAPAN RONTGEN

Persiapan sebelum pemeriksaan dengan menggunakan sinar rontgen  sebagai berikut:

Radiografi konvensional tanpa persiapan. Maksudnya, saat anak datang bisa langsung difoto. Biasanya ini untuk pemeriksaan tulang atau toraks.

Radiografi konvensional dengan persiapan. Yaitu pemeriksaan radiografi konvensional yang memerlukan persiapan di antaranya untuk foto rontgen perut. Sebelum pelaksanaan, anak diminta untuk puasa beberapa jam atau hanya makan bubur kecap. Dengan begitu ususnya bersih dan hasil fotonya pun dapat dengan jelas memperlihatkan kelainan yang dideritanya.

Pemeriksaan dengan kontras. Yaitu sebelum dirontgen, kontras dimasukkan ke dalam tubuh dengan cara diminum, atau dimasukkan lewat anus, atau disuntikkan ke pembuluh vena. Alat rontgen yang digunakan untuk pemeriksaan selanjutnya adalah fluoroskopi. Pemeriksaan dilakukan jika usus atau lambung anak dicurigai terputar. Untuk anak yang dicurigai menderita Hirschsprung (penyempitan di usus besar yang disebabkan bagian usus tidak memiliki persarafan pada dindingnya), kontras dimasukkan lewat anus. Sedangkan untuk anak yang mengalami kelainan ginjal atau saluran kemih, kontras dimasukkan lewat pembuluh vena atau kandung kemih

Setelah dilakukan tindakan ini, bukan tidak mungkin akan muncul reaksi alergi pada beberapa anak. Indikasinya adalah gatal, kemerahan, muntah, tekanan darah turun hingga sesak napas. Oleh karena itu, alat/obat-obat untuk menangani kondisi ini harus tersedia di ruang pemeriksaan yang merupakan bagian dari prosedur standar pelaksanaan rontgen menggunakan kontras.

Untuk mencegah paparan radiasi, ada perlengkapan khusus yang digunakan selama proses berlangsung. Misalnya organ vital anak akan ditutup selama pelaksanaan foto rontgen, atau orang tua yang “memegangi” anaknya diharuskan memakai pelindung khusus yang disebut shielding atau apron. Jatuhnya sinar ke tubuh anak pun harus melewati piranti khusus guna meminimalisir kemungkinan bahaya radiasi. Intinya, persiapan matang sudah dipikirkan untuk memprioritaskan keamanan pasien.

Cara Kerja Foto Rontgen

Foto rontgen di gunakan oleh para dokter untuk melihat kondisi bagian dalam tubuh pasien. Lewat hasil ronsen inilah dokter bisa mengetahui bagaimana kondisi kesehatan paru-paru, jantung, bagian dalam perut, dan bagian-bagian dalam tubuh pasien yang lain. Dari foto ronsen jugalah kita dapat mengetahui keadaan tulang-tulang. Apakah ada yang patah, bengkok, atau ada ketidak normalan sambungan antar tulang. Tidak seperti foto pada umumnya, foto rontgen menggunakan sinar X sebagai pemantul cahayanya. Namun, tidak seperti cahaya lampu yang dapat bersinar terang, sinar ini tidak bisa kita lihat dengan mata telanjang. Untuk memotret bagian dalam tubuh, seseorang harus berada di antara tempat penyimpanan film dan tabung yang memancarkan sinar X tersebut.Sinar X ini akan menembus kulit dan bagian tubuh lain kecuali tulang. Bayangan sinar ini kemudian direkam pada film. Setelah film tersebut dicuci, bagian yang tidak dapat ditembus sinar X akan berwarna hitam, sedang bagian yang dapat ditembus oleh sinar X akan berwarna putih. Dari hasil ronsen itulah, seorang dokter ahli penyakit dalam atau dokter tulang dapat menentukan pengobatan yang tepat bagi pasiennya.

Kelebihan :

Sebagai Alat Diagnosis atau biasa disebut dengan photo Rontgen, Sebagai Alat Terapi (linec). dengan rontgen kita dapat mendeteksi penyakit-penyakit dalam secara mudah.

Kekurangan :

Sifat biasa sinar X bergerak laju dan lurus. Tidak boleh Fokus oleh kanta atau cermin dipesong oleh medan magnet sekitar arah tertuju yang dilaluinya. Sifat khas  menembusi jirim padat. Kesan pendarcahaya memberikan kesan cahaya kepada sebatian kimia seperti zink sulfida, kalsium tungstat dan barium platinosiamida. Kesan pengion alur sinar X yang melintas melalui gas memindahkan tenaganya kepada molekul-molekul yang akan seterusnya akan berpecah kepada titik yang berkas negatif. Kesan biologi sinar X bertindak dengan tisu hidup yang berada dalam tubuh, pada sinar X-ray dapat melintasi obyek yang relatif tebal tanpa banyak diserap atau tersebar . Untuk alasan ini sinar-X secara luas digunakan untuk gambar bagian dalam obyek visual buram, jangan berlebihan dalam penggunaan sinar X pada pemeriksaan rontgen

Kamera

Kamera Obscura atau dikenal juga sebagai prinsip kamera pertama kali ditemukan oleh Ibn al-Haytham. Ilmuwan kelahiran Basra, Irak dalam bukunya menyebut, Book of Optics, pemakaian lubang jarum dan lensa dalam di dinding ruangan gelap untuk memproyeksikan apa yang ada di luar ke dalam ruangan dengan gambar terbalik.Obscura sendiri dalam bahasa latin berarti ruangan gelap. Meski prinsip kamera sudah ditemukan pada waktu itu tetapi hasilnya belum bisa dicetak seperti pada saat ini.

Pada tahun 1660, seorang ilmuwan Inggris, Robert Boyle dibantu oleh Robert Hooke berhasil menciptakan kamera obscura jinjing lebih kecil dari kamera Obscura ciptaan Al-Haytham yang berukuran besar.

Pada tahun 1685, Johann Zahn menyempurnakan kamera obscura menjadi lebih kecil dan mudah dibawa. Selain itu juga memanfaatkan cermin dan lensa untuk menfokuskan gambar.

Perkembangan kamera semakin berarti setelah Joseph Nicephore Niepce pada tahun 1814 mencoba mencetak pada sebuah lempengan pewter (logam lunak campuran) dengan bitumen (semacam aspal). Saat terkena cahaya bitumen akan mengeras. Bagian yang tidak mengeras kemudian dilarutkan. Bagian inilah yang menjadi cikal bakal foto.

Pada tahun 1836, Louis Jacques Daguerre menyempurnakan proses cetak foto. Ia membuat lempengan tembaga menjadi lebih sensitif terhadap cahaya. Proses itu dinamakan daguerreotype.

Pada tahun 1840 William Fox Talbot menyempurnakan proses cetak foto yang dikenal dengan Calotype. Baik Daguerre maupun Talbot menggunakan kamera yang sedikit berbeda dari kamera Zahn. Mereka memakai lempengan logam atau lembaran kertas yang diletakkan di depan layar bidik, merekam gambar, dan menggeser lensa untuk menfokuskan gambar.

Era lempengan basah sebagai media rekam gambar kemudian disempurnakan dengan ditemukannya lempeng kering collodion pada tahun 1885 oleh Desire Van Monckhoven. 

Kemajuan dunia fotografi makin sempurna dengan temuan Richard Leach Maddox yang menggunakan gelatin kering pada tahun 1871. Lempengan kering ini lebih cepat dan lebih bagus hasil cetakannya dibandingkan dengan lempengan basah. Pada era ini, untuk pertama kalinya kamera bisa dibuat dalam ukuran genggam dan dapat disimpan di dalam tas. Sejak itu berbagai desain kamera muncul, ada single atau twin-lens reflexes, kamera berukuran besar, kamera saku, hingga kamera yang bisa disatukan dengan arloji, topi dan sebagainya.

Setelah era Pelat, dunia fotografi semakin menyenangkan sejak ditemukan film topografik oleh George Eastman. Tahun 1885, Film fotografik masih menggunakan lembaran kertas, pada tahun yang sama berkembang lagi teknologi fotografi dengan film.

Eastman menciptakan kotak kamera dengan film seluloid yang bisa menampung 100 frame foto. Kamera berbentuk kotak dengan single focus dan single shutter ini dinamakan kodak. Kamera brownie karya Eastman sangat populer hingga tahun 1960-an. Industri kamera makin ramai sejak Jepang ikut memproduksi kamera dengan film 35 mm yang bermerk Canon 1936.

Sekitar tahun 1913, Oskar Barnack menggunakan film dengan ukuran 35 mm dan mengembangkan kamera berukuran kompak (kecil). Film ukuran 35 mm mendominasi pemakaian film kamera hingga era kamera digital.

Selain kamera yang memakai film, muncul juga kamera instan. Hasil fotonya bisa dilihat sesaat setelah pemotretan tanpa melalui proses pencucian dan pencetakan film. Kamera instan pertama kali dipopulerkan oleh polaroid dengan model 95. Kamera ini juga disebut kamera land karena diciptakan oleh Edwin Land.

Era analog mulai ditinggalkan dan digantikan dengan era kamera digital. Perbedaan antara kamera analog dan kamera digital adalah bahwa kamera digital tidak memerlukan film. Gambar yang direkam disimpan ke dalam kartu memori atau tempat penyimpanan pada kamera tersebut. Selain untuk membuat foto, kamera digital juga bisa untuk membuat video. Tentu saja hal ini membuat kamera analog tersingkir.

Selain pengoperasian lebih mudah, harga murah, proses lebih cepat, jangkauan juga lebar. Kamera digital semakin populer ketika menjadi fitur wajib di telepon selular dan hasil fotonya bisa langsung diunggah ke situs jejaring sosial dsb.

Speaker

Speaker atau pengeras suara adalah sebuah transduser yang  mengubah sinyal listrik menjadi frekuensi audio (suara) melalui komponen-komponen yang terpasang di dalamnya seperti lilitan, magnet, dan membran. Getaran membran inilah yang nantinya kan menghasilkan suara.

Prinsip Kerja Speaker

1. Membuat suaraPada dasarnya prinsip kerja speaker adalah kebalikan dir mikrofon. Speaker sebagai perangkat output yang merubah sinyal elektrik menjadi suara melalui getaran membran sedangkan microfon sebagai perangkat input yang merubah suara menjadi sinyal elektrik.

2. Diafragma (membran)Sebuah drivers memproduksi gelombang suara dengan menggetarkan cone fleksibel (diafragma) secara cepat. Getaran tersebut adalah hasil induksi magnet yang mengalir melalui lilitan. Cone biasanya terbuat dari kertas yang terhubung pada ujung  suspension (surround). Surround sendiri merupakan material fleksibel yang menggerakkan cone yang terletak pada bingkai logam (basket).

3. MagnetElektromagnet diposisikan pada bidang magnet yang konstan yang terbuat dari magnet permanen. Kedua magnet tersebut, yaitu elektromagnet dan magnet permanen berinteraksi satu sama lain seperti dua magnet yang berhubungan pada umumnya. Kutub positif  pada elektromagnet tertarik oleh kutub negatif pada magnet permanen dan kutub negatif pada elektromagnet ditolak oleh kutub negatif magnet permanen. Ketika orientasi kutub elektromagnet bertukar, bertukar pula arah dan gaya tarik-menariknya. Dengan cara seperti ini, arus bolak-balik secara konstan membalikkan dorongan magnet antara voice coil (lilitan) dan magnet permanen.

Pada gambar diatas, dapat kita lihat bahwa pada dasarnya Speaker terdiri dari beberapa komponen utama yaitu Cone, Suspension, Magnet Permanen, Voice Coil dan juga Kerangka Speaker.

Dalam rangka menterjemahkan sinyal listrik menjadi suara yang dapat didengar, Speaker memiliki komponen Elektromagnetik yang terdiri dari Kumparan yang disebut dengan Voice Coil untuk membangkitkan medan magnet dan berinteraksi dengan Magnet Permanen sehingga menggerakan Cone Speaker maju dan mundur. Voice Coil adalah bagian yang bergerak sedangkan Magnet Permanen adalah bagian Speaker yang tetap pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati Voice Coil akan menyebabkan arah medan magnet berubah secara cepat sehingga terjadi gerakan “tarik” dan “tolak” dengan Magnet Permanen. Dengan demikian, terjadilah getaran yang maju dan mundur pada Cone Speaker.

Cone adalah komponen utama Speaker yang bergerak. Pada prinsipnya, semakin besarnya Cone semakin besar pula permukaan yang dapat menggerakan udara sehingga suara yang dihasilkan Speaker juga akan semakin besar.

Suspension yang terdapat dalam Speaker berfungsi untuk menarik Cone ke posisi semulanya setelah bergerak maju dan mundur. Suspension juga berfungsi sebagai pemegang Cone dan Voice Coil. Kekakuan (rigidity), komposisi dan desain Suspension sangat mempengaruhi kualitas suara Speaker itu sendiri.

Simbol dan Bentuk Speaker

Berikut ini adalah Simbol dan bentuk Loudspeaker (Speaker) :

 

Jenis-jenis Speaker

Berdasarkan Frekuensi yang dihasilkan, Speaker dapat dibagi menjadi :

1. Speaker Tweeter, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Tinggi (sekitar 2kHz – 20kHz)

2. Speaker Mid-range, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Menengah (sekitar 300Hz – 5kHz)

3. Speaker Woofer, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi Rendah (sekitar 40Hz – 1kHz)

4. Speaker Sub-woofer, yaitu speaker yang menghasilkan Frekuensi sangat rendah yaitu sekitar 20Hz – 200Hz.

5. Speaker Full Range, yaitu speaker yang dapat menghasilkan Frekuensi Rendah hingga Frekuensi Tinggi.

Berdasarkan Fungsi dan bentuknya, Speaker juga dapat dibedakan menjadi :

1. Speaker Corong2. Speaker Hi-fi3. Speaker Handphone4. Headphone5. Earphone6. Speaker Televisi7. Speaker Sound System (Home Theater)8. Speaker Laptop

Pengertian Speaker Aktif dan Speaker Pasif

Speaker yang digunakan untuk Sound System Entertainment pada umumnya dapat dibedakan menjadi 2 kategori, yaitu Speaker Pasif dan Speaker Aktif. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai kedua jenis Speaker ini.

1. Speaker Pasif (Passive Speaker)Speaker Pasif adalah Speaker yang tidak memiliki Amplifier (penguat suara) di dalamnya. Jadi Speaker Pasif memerlukan Amplifier tambahan untuk dapat menggerakannya. Level sinyal harus dikuatkan terlebih dahulu agar dapat menggerakan Speaker Pasif. Sebagian besar Speaker yang kita temui adalah Speaker Pasif.

2. Speaker Aktif (Active Speaker)Speaker Aktif adalah Speaker yang memiliki Amplifier (penguat suara) di dalamnya. Speaker Aktif memerlukan kabel listrik tambahan untuk menghidupkan Amplifier yang terdapat di dalamnya.

Radio

Radio adalah teknologi yang digunakan untuk pengiriman sinyal dengan cara

modulasi dan radiasi elektromagnetik (gelombang elektromagnetik). Gelombang ini melintas

dan merambat lewat udara dan bisa juga merambat lewat ruang angkasa yang hampa udara,

karena gelombang ini tidak memerlukan medium pengangkut (seperti molekul udara).

Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek

bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam

frekuensi gelombang radio dalam suatu spektrum elektromagnetik. Gelombang radio ini

berada pada jangkauan frekuensi 10 hertz (Hz) sampai beberapa gigahertz (GHz), dan radiasi

elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik. Gelombang

elektromagnetik lainnya, yang memiliki frekuensi di atas gelombang radio meliputi sinar

gamma, sinar-X, inframerah,ultraviolet, dan cahaya terlihat. Ketika gelombang radio

dipancarkan melalui kabel, osilasi dari medan listrik dan magnetik tersebut dinyatakan dalam

bentuk arus bolak-balik dan voltase di dalam kabel. Hal ini kemudian dapat diubah menjadi

signal audio atau lainnya yang membawa informasi. Meskipun kata 'radio' digunakan untuk

hal-hal yang berkaitan dengan alat penerima gelombang suara, namun transmisi

gelombangnya dipakai sebagai dasar gelombang pada televisi, radio, radar, dan telepon

genggam pada umumnya. Dasar teori dari perambatan gelombang elektromagnetik pertama

kali dijelaskan pada 1873 oleh James Clerk Maxwell dalam papernya di Royal Society

mengenai teori dinamika medan elektromagnetik (bahasa Inggris: A dynamical theory of the

electromagnetic field), berdasarkan hasil kerja penelitiannya antara 1861 dan 1865. Pada

1878 David E. Hughes adalah orang pertama yang mengirimkan dan menerima gelombang

radio ketika dia menemukan bahwa keseimbangan induksinya menyebabkan gangguan ke

telepon buatannya. Dia mendemonstrasikan penemuannya kepada Royal Society pada 1880

tapi hanya dibilang itu cuma merupakan induksi. Adalah Heinrich Rudolf Hertz yang, antara

1886 dan 1888, pertama kali membuktikan teori Maxwell melalui eksperimen,

memperagakan bahwa radiasi radio memiliki seluruh properti gelombang (sekarang disebut

gelombang Hertzian), dan menemukan bahwa persamaan elektromagnetik dapat

diformulasikan ke persamaan turunan partial disebut persamaan gelombang

wawan.guru.sman1-slo.sch.idCARA KERJA RADIO

Sinyal radio dipancarkan menggunakan gelombang pembawa. Gelombang radio merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik. Gelombang radio dengan panjang gelombang paling panjang dipantulkan oleh lapisan udara yang berada tinggi dalam atmosfer Bumi, disebut ionosfer. Dengan cara ini, pesan lewat radio dapat dipantulkan sehingga mencapai jarak yang amat jauh.

Pemancar radio mengubah, atau melakukan modulasi gelombang radio agar dapat menyampaikan informasi. Dalam radio AM, ketinggian dari gelombang pembawa diubah-ubah menurut suara yang ditangkap oleh mikrofon. Dalam radio FM, frekuensi atau jarak antara puncak radio yang diubah. Pesawat penerima radio menangkap sinyal ini, memperkuat dan kemudian mengartikannya. Bila sinyal itu lemah, radio AM dapat mengeluarkan bunyi gemerisik, itulah sebabnya radio ini digantikan oleh radio FM yang penerimaannya jauh lebih jernih.

Cara Kerja Pemancar radio

Sinyal radio dibangkitkan dengan rangkaian osilator yang dibentuk dengan transistor Q1 9016, frekuensi kerja dari osilator ini ditentukan oleh kristal Y1 yang bernilai 27,145 MHz. Bagian yang sangat kritis dari rangkaian osilator ini adalah T1, L1 dan L2

Kerja dari osilator ini dikendalikan oleh gerbang NOR U2D 14001, saat output gerbang (kaki nomor 3) ini bernilai ‘1’, osilator akan bekerja dan mengirimkan frekuensi radio 27,145 MHz, dan pada saat output U2D bernilai ‘0’ osilator akan berhenti bekerja.

Gerbang NOR U2D menerima sinyal clock dari gerbang NOR U2B. Gerbang NOR jenis CMOS dengan bantuan resistor R4 dan R5 serta kapasitor C8 membentuk sebuah rangkaian oscilator frekuensi rendah pembentuk clock untuk mengendalikan rangkaian digital yang ada. Kerja dari pembangkit clock ini dikendalikan lewat input kaki 6, rangkaian akan membangkitkan clock kalau input ini berlevel ‘0’.

Gerbang NOR U2A dan U2C membentuk sebuah rangkaian Latch (RS Flip Flop), karena pengaruh resistor R2 dan kapasitor C11 yang diumpankan ke kaki nomor 9 di U2C, pada saat rangkaian mendapat catu daya output U2C pasti menjadi ‘1’ dan output U2A (kaki nomor 3) menjadi ‘0’. Keadaan ini akang mengakibatkan pembangkit clock U2b bekerja membangkitkan clock dan melepas keadaan reset IC pencacah 14024 (U1), sehingga U1 mulai mencacah dan rangkaian osilator 27,145 MHZ mengirimkan pulsa-pulsa frekuensi selama pembangkit clockbekerja.

Pada saat mulai mencacah, semua output IC pencacah 14024 dalam kedaan ‘0’, setelah mencacah 8 pulsa maka output Q4 (kaki nomor 6) akan menjadi ‘1’, setelah mencacah 16 pulsa output Q5 (kaki nomor 5) menjadi ‘1’, setelah mencacah 32 pulsa output Q6 (kaki nomor 4) menjadi ‘1’, setelah mencacah 64 pulsa output Q7 (kaki nomor 3) menjadi ‘1’.

Output-output diatas dipakai untuk mengendalikan tegangan kaki 9 U2C lewat diode D1 dan D2, selama salah satu output itu masih bernilai ‘0’ maka pembangkit clock U2B masih bekerja, hal ini akan berlangsung terus sampai katode D1 dankatode D2 menjadi ‘1’ sehingga kaki 9 U2C menjadi ‘1’ pula. Keadaan ini akan mengakibatkan output kaki 3 U2A menjadi ‘1’, yang menghentikan pembangkit clock U2B dan me-reset pencacah 14024 danberhenti sudah pengiriman pulsa frekuensi 27.145 MHz.

Untuk membangkitkan jeda waktu agar rangkaian penerima mempunyai cukup waktu melaksanakan perintah, dipakai rangkaian Q2 9014, resistor R7 dan kapasitor C10. Besarnya waktu jeda ditentukan oleh besarnya nilai R7 dan C10. Saklar untuk mengirim perintah maju/mundur dan untuk mengirim perintah kiri/kanan merupakan dua saklar yang terpisah. Masing-masing saklar mempunyai 3 posisi, posisi tengah berarti skalar itu tidak mengirim perintah.

Cara Kerja Penerima Radio

Gambar ini merupakan gambar rangkaian penerima yang dipasangkan dimobil-mobilan, berfungsi menerima sinyal dari pemancar untuk mengendalikan motor mobil-mobilan , agar mobil-mobilan bisa bergerak maju/mundur dan kiri/kanan. Transistor Q1 dengan bantuan resistor; kapasitor dan T1 membentuk sebagai rangkaian penerima sinyal radio 27,145 MHz. T1 dalam rangkaian ini persis sama dengan T1 yang dipakai di rangkaian Pemancar, cara pembuatannya dibahas dibawah.

Transistor Q2 berikut perlangkapannya membentuk rangkaian untuk merubah pulsa-pulsafrekuensi radio yang diterima dari pemancar menjadi pulsa-pulsa kotak yang bisa diterima sebagai sinyal digital oleh IC CMOS. Sinyal digital tadi akan diterima sebagai clock yang akan dicacah oleh IC pencacah 14024 (U2). Output 14024 akan sesuai dengan jumlah pulsa yang dikirim pemancar, perintah maju dan kiri (yang dipakai sebagai contoh dalam pembahasan bagian pemancar) merupakan pulsa sejumlah 24, hasil pencacahan pulsa ini mengakibatkan output 14024 menjadi Q4=’1’, Q5=’1’, Q6=’0’ dan Q7=’0’.

Sinyal digital yang diterima selain dipakai sebagai clock pencacah U2 IC 14024 yang dibicarakan di atas, dipakai pula untuk menggerakan 3 buah rangkaian penunda waktu untuk membangkitkan pulsa-pulsa yang berfungsi mengatur kerja rangkaian.

Pulsa pengatur pertama akan muncul setelah kiriman pulsa frekuensi terhenti karena jeda waktu antara pengiriman kode, pulsa ini berfungsi untuk merekam hasil cacahan 14024 ke U3 14042 (D Flip Flop), sehingga kondisi akhir 14024 tetap dipertahankan untuk mengendalikan motor. Setelah hasil 14042 direkam ke 14024, pencacah 14042 direset oleh pulsa kedua, agar setelah lewat jeda waktu pencacah 14042 bisa mencacah mulai dari 0 kembali.

Rangkaian yang dibentuk dengan transistor Q3, Q4, Q7, Q8, Q9 dan Q10 dinamakan sebagai rangkaian H Bridge, rangkaian ini sangat handal untuk menggerakan motor DC. Dengan rangkaian ini motor DC bisa diputar ke-kanan, ke-kiri atau berhenti gerak. Syarat utama pemakaian rangkaian ini adalah tegangan basis Q7 dan tegangan basis Q10 harus berlawanan, misalnya basis Q7=’1’ dan basis Q10=’0’ motor berputar ke kiri, basis Q7=’0’ dan basis Q10=’1’ motor akan berputar ke kanan, basis Q7=’0’ dan basis Q10=’0’ motor berhenti gerak, tapi tidak boleh terjadi basis Q7=’1’ dan basis Q10=’1’.

Demikian pula Q5, Q6, Q11, Q12, Q13 dan Q14 membentuk sebuah H Bridge. H Bridge bagian kiri pada Gambar 2 dipakai untuk mengendalikan motor yang mengatur gerak mobil-mobilan kekiri/kanan, sedangkan H Bridge bagian kanan dipakai untuk mengendalikan motor yang mengatur gerak maju/mundur mobil-mobilan.

Hubungan antara outpur pencacah 14042 dan input D Flip Flop 14024 sudah disusun sedemikian rupa sehingga sinyal yang diumpankan ke masing-masing H Bridge tidak mungkin semuanya ‘1’ secara bersamaan.

Antena Pemancar Radio

Antena berfungsi meradiasi dan sekaligus menangkap sinyal radiasi gelombang radio.Antena dibedakan menjadi dua berdasarkan arah pancaran, yaitu

Omnidirectional (segala arah). Antena ini meradiasikan gelombang radio yang sama kuat kesegala arah.

Bidirectional (dua arah). Antena ini meradiasikan gelombang radio yang sama kuat ke hanya dua arah. Dua parameter yang perlu diperhatikan pada antena adalah polarisasi dan penguatannya. Secara sederhana, sebuah antena mempunyai polarisasi vertikal jika antenna tersebut diletakan pada posisi tegak lurus terhadap bumi. Antena dengan polarisasi vertikal akan menghasilkan gelombang radiodengan polarisasi vertikal juga. Selain vertikal, ada pula antenna berpolarisasi horizontal, bila bidang antena berposisi sejajar dengan bumi.

Daftar Pustaka

http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/01/transformator.htmlhttp://adnanteknik.blogspot.com/2012/01/pengertian-radio-dan-cara-kerja-radio.htmlhttp://nuradioindonesia.blogspot.com/2013/01/bagaimana-cara-sistem-kerja-radio.htmlhttps://bebellarizki.wordpress.com/2013/10/19/tugas-pkti-1c-ilmu-pengetahuan/http://optics-optics.blogspot.com/2013/03/prinsip-kerja-kamera-obscura-adalah.htmlhttp://almarwah.sch.id/modul-pembelajaran/prinsip-kerja-speaker/http://www.linksukses.com/2011/11/prinsip-kerja-speaker.html