Listrik & Rangkaian

Sebelum merakit robot yang keren, kita harus paham dulu "darahnya" elektronik: arus, tegangan, dan hambatan. Hari ini kita belajar sambil bermain!

01

Hukum Ohm

Hubungan Tegangan, Arus, dan Hambatan

Analogi: Listrik = Air dalam Pipa

V
Tegangan (Volt)

Seperti tekanan air dari tangki yang tinggi. Semakin tinggi tangki = semakin besar tegangan = semakin kuat dorongan listrik.

I
Arus (Ampere)

Seperti derasnya aliran air. Semakin banyak air yang mengalir = semakin besar arus listrik yang lewat.

R
Hambatan (Ohm)

Seperti penyempitan pipa. Semakin sempit pipa = semakin besar hambatan = arus makin kecil.

Segitiga Ajaib Hukum Ohm

Klik variabel yang ingin kamu cari, lalu masukkan dua nilai lainnya!

V I R x

V = I x R   |   I = V / R   |   R = V / I

Mencari: V (Tegangan)
02

Komponen Dasar

Kenali "pasukan" elektronikamu!

Resistor

"Polisi lalu lintas" arus listrik. Resistor membatasi berapa banyak arus yang boleh lewat, supaya komponen lain tidak terbakar.

Satuan: Ohm (Omega)
Nilai umum: 220, 330, 1K, 10K, 100K

LED

Light Emitting Diode. Lampu super kecil dan hemat energi. Punya arah! Kaki panjang = Anoda (+), kaki pendek = Katoda (-).

Penting: LED WAJIB pakai resistor!
Tanpa resistor = arus terlalu besar = LED mati permanen.

Breadboard

Papan percobaan tanpa solder. Lubang-lubangnya sudah terhubung secara internal, jadi tinggal colok-colok saja!

Aturan koneksi:
Baris rel (+/-) = horizontal
Baris komponen = vertikal (per 5 lubang)

Kabel Jumper

"Jembatan" penghubung antar komponen dan board Arduino. Ada 3 jenis ujung:

M-M: Male to Male (paling umum)
M-F: Male to Female (untuk sensor)
F-F: Female to Female (khusus)
03

Lab: Kode Warna Resistor

Baca nilai resistor tanpa multimeter!

Resistor menggunakan gelang warna untuk menunjukkan nilainya. Pilih warna tiap gelang di bawah ini untuk melihat hasilnya!

Nilai Resistor:
100 Ohm
Toleransi: +/- 5%

Tabel Referensi Cepat Kode Warna

Warna Digit Pengali Toleransi
Hitam0x1-
Coklat1x101%
Merah2x1002%
Oranye3x1K-
Kuning4x10K-
Hijau5x100K0.5%
Biru6x1M0.25%
Ungu7--
Abu-abu8--
Putih9--
Emas-x0.15%
Perak-x0.0110%
04

Anatomi Breadboard

Pahami koneksi tersembunyi di balik lubang-lubangnya

Klik tombol di bawah untuk melihat bagaimana lubang-lubang breadboard terhubung secara internal. Hijau = terhubung.

+
-
CENTER GAP
+
-
05

Praktik: LED Eksternal

Nyalakan LED di luar board! (Bukan Built-in)

Kenapa Harus Pakai Resistor? Dan Kenapa 220 Ohm?

LED itu seperti penumpang yang tidak bisa menahan diri. Kalau diberi listrik langsung tanpa pembatas, dia akan "minum" terlalu banyak arus dan langsung terbakar mati. Resistor berperan sebagai pembatas arus supaya LED tetap aman.

Perhitungan untuk Arduino (5V)
Vsumber = 5V (tegangan Arduino)
VLED = 2V (forward voltage LED merah)
ILED = 20mA = 0.02A (arus aman LED)
R = (Vsumber - VLED) / ILED
R = (5 - 2) / 0.02
R = 3 / 0.02 = 150 Ohm

Hasil hitung = 150 Ohm. Tapi 150 Ohm tidak ada di toko (bukan nilai standar E24). Nilai standar terdekat yang lebih besar adalah 220 Ohm. Lebih besar = lebih aman (arus lebih kecil).

Perhitungan untuk ESP32 (3.3V)
Vsumber = 3.3V (tegangan ESP32)
VLED = 2V (forward voltage LED merah)
ILED = 20mA = 0.02A
R = (Vsumber - VLED) / ILED
R = (3.3 - 2) / 0.02
R = 1.3 / 0.02 = 65 Ohm

Hasil hitung = 65 Ohm. Nilai standar E24 terdekat yang lebih besar adalah 68 Ohm atau 100 Ohm. Kita pakai 100 Ohm supaya lebih aman.

Info: Deret Standar E24 (nilai resistor yang dijual di pasaran):
10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91, 100, ..., 220, ..., 330, 470, 1K, 2.2K, 4.7K, 10K ...

Skema Rangkaian

Hubungkan komponen sesuai diagram berikut:

ARDUINO UNO Pin 8 GND 220 Ohm LED + (Anoda) - (Katoda)
1

Pin 8 Arduino ke kaki Resistor 220 Ohm

2

Kaki lain Resistor ke kaki Anoda (+) LED

3

Kaki Katoda (-) LED ke GND

4

Upload kode ke Arduino!

Arduino Uno = 5V. Resistor 220 Ohm membatasi arus LED menjadi sekitar (5-2)/220 = 13.6 mA (aman, di bawah 20mA maks).
Kode Arduino
// Pertemuan 2: LED Eksternal (Arduino)
#define LED_PIN 8

void setup() {
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
}

void loop() {
  // Pola: Nyala 500ms, Mati 500ms
  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  delay(500);

  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  delay(500);
}
Simulasi LED Eksternal
+ (panjang) -
06

Tantangan Bonus

Level up! Buktikan pemahamanmu.

LEVEL 1

SOS Light

Buat LED berkedip sesuai kode Morse SOS:
... --- ...
(3x pendek, 3x panjang, 3x pendek)

LEVEL 2

Traffic Light

Gunakan 3 LED (Merah, Kuning, Hijau) dan buat pola lampu lalu lintas yang realistis!

Kuis Kilat: Hitung Resistor!

LED merah punya forward voltage = 2V dan butuh arus = 20mA. Arduino memberikan 5V. Berapa resistor yang harus dipakai?

R = (V_sumber - V_LED) / I_LED
R = (5V - 2V) / 0.02A
R = 3V / 0.02A
R = ???

Sudah berhasil menyalakan LED eksternal?

Lanjut ke Pertemuan 3: Sensor & Input