Simbol rangkaian sering digunakan dalam Skema rangkaian listrik dan elektronik, yang menunjukkan cara rangkaian terhubung. Simbol rangkaian adalah komponen dasar untuk membangun dan mendesain rangkaian listrik atau elektronik apa pun. Representasi bergambar dari berbagai komponen listrik dalam rangkaian atau diagram listrik disebut simbol listrik. Diagram rangkaian terdiri dari banyak simbol rangkaian seperti resistor, kapasitor, induktor, transistor, dioda, baterai, sakelar, dll. Setiap simbol rangkaian memiliki karakteristik dan nilainya sendiri. 

Artikel ini akan membantu Anda membaca, mempelajari, dan memahami simbol rangkaian yang paling sering digunakan untuk menganalisis dan merancang skema rangkaian.

2. Simbol Listrik Umum dalam Skema

i. Simbol Rangkaian Sumber Daya Listrik

Baterai:

Baterai adalah komponen listrik yang menyediakan perbedaan potensial listrik yang konstan (tegangan tetap) di seluruh terminalnya. Baterai terdiri dari sel elektrokimia yang dapat dengan mudah mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai merupakan bagian inti dari suatu rangkaian. Ada tiga bagian utama baterai, yaitu elektrolit, katode, dan anoda.

Sumber Tegangan DC

Dalam sistem tenaga listrik, terdapat dua kategori sumber listrik, yaitu sumber tegangan DC dan AC. Tegangan DC berarti Tegangan Arus Searah. Tegangan ini mengacu pada sumber tegangan dengan polaritas konstan yang menghasilkan arus searah (DC). Biasanya, sumber tegangan atau daya DC disuplai oleh baterai. Namun terkadang Anda dapat menggunakan sel bahan bakar dan sel surya untuk tujuan yang sama.

Sumber Tegangan AC

Sumber tegangan AC mengacu pada sumber tegangan arus bolak-balik. Besaran tegangan AC berfluktuasi, dan daya tidak selalu konstan. Fluktuasi tegangan atau daya disebabkan oleh perangkat listrik yang terhubung ke sumber tegangan AC. Simbol rangkaian untuk sumber tegangan AC dalam skema rangkaian adalah sebagai berikut.

Tanah:

Pembumian pada sirkuit listrik melindungi perangkat dan sirkuit elektronik Anda dari korsleting, gangguan, atau kelebihan beban listrik. Pembumian pada skema listrik menyediakan jalur resistansi rendah agar arus gangguan tinggi mengalir ke bumi yang melindungi sistem atau peralatan listrik Anda. Tanpa pembumian, sirkuit atau sistem listrik akan rusak. Simbol listrik umum untuk pentanahan diberikan sebagai berikut.

s

ii. Simbol Listrik Pasif

Penghambat:

Resistor adalah elemen pasif dalam rangkaian listrik yang mengatur aliran arus listrik dalam rangkaian listrik atau elektronik apa pun. Resistor mengonsumsi daya. Itulah sebabnya ia disebut komponen listrik pasif. Simbol rangkaian yang paling umum untuk resistor adalah garis zig-zag seperti berikut.

 kapasitor:

Kapasitor adalah komponen listrik pasif yang terdiri dari dua atau lebih pelat bahan konduktor yang dipisahkan oleh bahan dielektrik (isolator). Tujuan kapasitor dalam skema kelistrikan adalah untuk menyimpan energi dalam bentuk muatan listrik yang menghasilkan perbedaan potensial di antara pelatnya. Kapasitor juga banyak digunakan dalam pembuatan dan perakitan papan sirkuit cetak. Kapasitansi kapasitor dilambangkan dengan L. Simbol rangkaian yang paling umum digunakan untuk kapasitor adalah.

Induktor:

Induktor adalah komponen listrik pasif dua terminal yang menahan perubahan arus secara tiba-tiba. Induktor juga dikenal sebagai choke atau kumparan. Induktor menyimpan energi dalam bentuk medan elektromagnetik. Induktor pemasangan permukaan (SM) dipasang di bagian atas papan sirkuit tercetak pada bantalan, sedangkan induktor lubang tembus (TH) ditempatkan di bagian atas PCB dengan kabel yang disalurkan melalui lubang di papan sirkuit tercetak. Simbol rangkaian dasar untuk induktor ditunjukkan sebagai berikut.

iii. Sakelar, Relai, dan Transformator

Switch:

Dalam skema kelistrikan, sakelar adalah komponen yang membuka atau menutup rangkaian. Membuka rangkaian berarti memutus rangkaian dari sistem daya, sedangkan menutup rangkaian berarti mengalirkan arus dan menghubungkan rangkaian ke catu daya. Ada banyak jenis sakelar, seperti Single Pole Single Throw (SPST), Single Pole Double Throw, Double Pole Single Throw (DPST), dan Double Pole Double Throw (DPDT).

Simbol Rangkaian Relai dan Transformator:

Dalam sistem tenaga listrik, transformator adalah perangkat pasif yang mentransfer energi listrik melalui induksi elektromagnetik. Fungsi dasar transformator adalah untuk menaikkan atau menurunkan tegangan. Trafo dapat berupa satu fase atau tiga fase. Trafo direpresentasikan dalam rangkaian listrik atau sistem tenaga sebagai:

relay dalam rangkaian listrik sebenarnya adalah sakelar yang membuka atau menutup rangkaian secara elektronik atau elektromekanis. Relai beroperasi secara otomatis saat menerima sinyal dari sumber eksternal. Relai umumnya digunakan dalam sistem otomasi industri, peralatan rumah tangga, sistem HVAC, dll. Simbol rangkaian umum yang digunakan untuk relai dalam skema rangkaian adalah:

3. Simbol Umum Sirkuit Elektronik  

i. Dioda dan Transistor (Simbol Elektronik Aktif)

Dioda, Dioda Zener, LED:

Sebuah dioda adalah perangkat elektronik semikonduktor dua terminal yang berfungsi sebagai sakelar satu arah untuk arus. Perangkat ini biasanya terbuat dari silikon dan memungkinkan arus mengalir dalam satu arah. Ketika dioda digunakan sebagai penyearah, maka ia mengubah tegangan AC menjadi DC. Simbol rangkaian umum yang digunakan untuk dioda adalah sebagai berikut:

Dioda Zener adalah jenis dioda khusus yang memungkinkan arus mengalir dalam arah terbalik saat tegangan tertentu (tegangan ambang) terlampaui. Proses konduksi arus terbalik dari dioda Zener disebut efek Zener. Representasi simbol rangkaian untuk dioda Zener adalah:

Dioda pemancar cahaya (LED)) juga merupakan perangkat semikonduktor yang memancarkan cahaya saat arus melewatinya. Proses LED ini disebut elektroluminesensi. LED digunakan dalam berbagai aplikasi.

Transistor Persimpangan Bipolar (BJT):

Transistor bipolar junction (BJT) adalah perangkat semikonduktor, solid-state, dan terkontrol arus. Transistor ini terdiri dari dua sambungan PN yang menghubungkan tiga terminal yang disebut terminal Emitor, Basis, dan Kolektor. Susunan ketiga lapisan ini membedakan dua jenis utama BJT, yaitu NPN dan PNP.

The Transistor NPN terbuat dari dua semikonduktor tipe-n yang dipisahkan oleh lapisan tipis tipe-p.

Sementara Transistor PNP terdiri dari dua semikonduktor tipe-p yang dipisahkan oleh lapisan tipis tipe-n.

MOSFET:

Metal Oxide Semi-Conductor Field Effect Transistor (MOSFET) merupakan transistor efek medan dengan struktur MOS. MOSFET merupakan perangkat tiga terminal dengan terminal Gate (G), Source (S), dan Drain (D). MOSFET pada dasarnya digunakan sebagai sakelar, perangkat arus yang dikendalikan tegangan, atau sebagai penguat. Terdapat dua jenis utama MOSFET, yaitu N-Channel dan P-Channel.

ii. Sirkuit Terpadu dan Mikrokontroler

Penguat Operasional (Op-Amp):

Penguat operasional adalah sirkuit terpadu yang dapat memperkuat sinyal lemah atau perbedaan tegangan antara dua masukan. Penguat operasional memperkuat sinyal DC dan AC.

Gerbang Logika:

Gerbang logika digunakan untuk melakukan operasi logika dengan memberikan input dan memberikan output sebagai 0 atau 1, tergantung pada jenis gerbang dan input yang diberikan. Pengoperasian gerbang logika didasarkan pada matematika atau aljabar Boolean. Berikut ini adalah beberapa simbol utama rangkaian gerbang logika.

Mikrokontroler:

Mikrokontroler adalah sirkuit terpadu (IC) unit tunggal yang memiliki fitur unit pemrosesan pusat yang berkisar dari prosesor 4-bit hingga 32 atau 64-bit. Mikrokontroler digunakan dalam sistem kontrol industri, elektronik, perangkat IoT, dll.

4. Cara Membaca dan Memahami Simbol Rangkaian & Skema Rangkaian

Memahami simbol-simbol rangkaian penting untuk menggambarkan skema listrik dan elektronik. Simbol-simbol ini membantu para insinyur listrik, perancang PCB, produsen perangkat elektronik, dan teknisi untuk menganalisis dan merancang rangkaian dengan mudah. ​​Anda dapat memahami simbol dan diagram rangkaian sebagai berikut:

1. Identifikasi sumber daya yang mungkin berupa AC atau DC.
2. Identifikasi aliran arus, yaitu terminal positif dan negatif rangkaian.
3. Carilah komponen rangkaian dasar, yaitu resistor, kapasitor, dan induktor.
4. Memahami hubungan rangkaian, yang bisa berupa seri atau paralel.
5. Cari nilai komponen, misalnya resistor 10kΩ, kapasitor 100µF, 50µH, dll.
6. Identifikasi sinyal kontrol, jalur umpan balik atau aliran data dalam diagram rangkaian.

6. Cara Menggunakan Simbol Sirkuit dalam Proyek Nyata

Anda dapat menggunakan simbol sirkuit dalam proyek nyata Anda dengan menjelaskan skema sirkuit dan mengidentifikasi komponen sirkuit. Kemudian, rakit komponen sirkuit berdasarkan nilai dan spesifikasinya. Bangun, analisis, dan uji sirkuit listrik atau elektronik Anda pada papan tempat memotong roti menggunakan sambungan kabel sirkuit.

Setelah diverifikasi, gunakan perangkat lunak desain PCB untuk mengubah sirkuit Anda menjadi tata letak papan sirkuit cetak, memastikan perutean dan penempatan komponen yang tepat. Untuk proyek PCB profesional Anda, Wonderful PCB dapat membantu Anda mengubah skematik Anda menjadi papan sirkuit cetak berkualitas tinggi.

Kesimpulan

Simbol sirkuit penting untuk memahami, merancang, dan memecahkan masalah skema sirkuit. Simbol sirkuit dalam skema sirkuit membantu insinyur listrik, Desainer PCB, dan produsen elektronik untuk menganalisis perilaku sirkuit dan merancang sistem tenaga listrik atau perangkat elektronik. Dengan memahami simbol sirkuit, Anda dapat bekerja dan mengelola sistem listrik dan elektronik secara efektif. Wonderful PCB akan menyarankan simbol sirkuit yang akurat untuk proyek elektronik dan desain papan sirkuit cetak Anda.