Kaitan IPA dan Teknologi

Tugas Individu Pertemuan Kelima “Kaitan IPA dan Teknologi”

1.       Jenis Baterai yang dapat menyimpan listrik.

Baterai adalah suatu komponen penyimpan energi dengan mengubah energi listrik menjadi energi kimia dan yang dapat mengeluarkan energi dengan mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Sebagian dari energi kimia diubah menjadi panas dan sebagian lagi diubah menjadi arus listrik. Baterai dibagi menjadi 2 kelompok utama yaitu baterai primer dan baterai sekunder.

1)       Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)

Baterai primer adalah baterai yang dapat digunakan sekali saja setelah energi yang ada di dalamnya habis digunakan. Jenis-jenis Baterai yang tergolong dalam Kategori Baterai Primer (sekali Pakai / Single use) diantaranya adalah :

a.       Baterai Zinc-Carbon (Seng-Karbon)

Baterai Zinc-Carbon juga disering disebut dengan Baterai “Heavy Duty” yang sering kita jumpai di Toko-toko ataupun Supermarket. Baterai jenis ini terdiri dari bahan Zinc yang berfungsi sebagai Terminal Negatif dan juga sebagai pembungkus Baterainya. Sedangkan Terminal Positifnya adalah terbuat dari Karbon yang berbentuk Batang (rod). Baterai jenis Zinc-Carbon merupakan jenis baterai yang relatif murah dibandingkan dengan jenis lainnya.

b.      Baterai Alkaline (Alkali)

Baterai Alkaline ini memiliki daya tahan yang lebih lama dengan harga yang lebih mahal dibanding dengan Baterai Zinc-Carbon. Elektrolit yang digunakannya adalah Potassium hydroxide yang merupakan Zat Alkali (Alkaline) sehingga namanya juga disebut dengan Baterai Alkaline. Saat ini, banyak Baterai yang menggunakan Alkalline sebagai Elektrolit, tetapi mereka menggunakan bahan aktif lainnya sebagai Elektrodanya.

c.       Baterai Lithium

Baterai Primer Lithium menawarkan kinerja yang lebih baik dibanding jenis-jenis Baterai Primer (sekali pakai) lainnya. Baterai Lithium dapat disimpan lebih dari 10 tahun dan dapat bekerja pada suhu yang sangat rendah. Karena keunggulannya tersebut, Baterai jenis Lithium ini sering digunakan untuk aplikasi Memory Backup pada Mikrokomputer maupun Jam Tangan. Baterai Lithium biasanya dibuat seperti bentuk Uang Logam atau disebut juga dengan Baterai Koin (Coin Battery). Ada juga yang memanggilnya Button Cell atau Baterai Kancing.

d.      Baterai Silver Oxide

Baterai Silver Oxide merupakan jenis baterai yang tergolong mahal dalam harganya. Hal ini dikarenakan tingginya harga Perak (Silver). Baterai Silver Oxide dapat dibuat untuk menghasilkan Energi yang tinggi tetapi dengan bentuk yang relatif kecil dan ringan. Baterai jenis Silver Oxide ini sering dibuat dalam dalam bentuk Baterai Koin (Coin Battery) / Baterai Kancing (Button Cell). Baterai jenis Silver Oxide ini sering dipergunakan pada Jam Tangan, Kalkulator maupun aplikasi militer.

2)       Baterai Sekunder (Baterai Isi Ulang/Rechargeable)

Beterai sekunder adalah baterai yang memungkinkan penggunaan energy berkali-kali dengan melakukan pengisian muatan listrik kembali(rechargeable). Jenis-jenis baterai sekunder adalah :

a.       Baterai Asam Timbal (Lead Acid)

Baterai jenis asam timbal tersusun atas timbal dioksida sebagai katoda, sepon logam timbal sebagai anoda dan asam sulfat sebagai elektrolitnya. Setiap sel memiliki tegangan sebesar 2 Volt.

b.      Baterai Nikel Kadmium

Sebagai katoda, baterai ini menggunakan nikel hidroksida Ni(OH)2 dan kadmium (Cd) sebagai anodanya yang dipisahkan oleh alkalin potasium hidroksida sebagai elektrolitnya. Baterai nikel kadmium memiliki nilai hambatan intenal yang kecil dan memungkinkan untuk di charge dan discharge dengan rate yang tinggi.

c.       Baterai Nikel Metal Hidrida

Bila pada baterai nikel kadmium, kadmium digunakan sebagai anoda, maka pada baterai jenis ini metal hidrida yang digunakan. Metal hidrida terbuat dari campuran lanthanium yang dapat menyerap dan menghasilkan hidrogen. Baterai jenis ini memiliki kerapatan energi dua kali lebih besar dibandingkan dengan baterai jenis asam timbal dan 40 % lebih tinggi dibandingkan dengan baterai nikel kadmium.

d.      Baterai Lithium

Lithium adalah metal yang paling ringan dan memiliki potensial elektrokimia yang paling tinggi dibandingkan dengan logam lainnya. Penggunaan lithium sebagai baterai, pertama kali dilakukan oleh perusahaan Exxon (USA) pada tahun 1970 dengan menggunakan LiTiS2 sebagai katoda baterai. Ada beberapa jenis baterai sekunder berbasis lithium yang berkembang saat ini, diantaranya adalah baterai lithium-ion, baterai lithium polimer dan baterai lihium sulfur.

2.       Material yang terdapat pada baterai, terdiri atas 3 komponen penting yaitu :

v  Batang karbon sebagai anode (kutub positif baterai)

v  Seng (Zn) sebagai katode (kutub negative baterai)

v  Pasta sebagai elektrolit (penghantar)

3.       Cara kerja pada baterai dalam menyimpan energi untuk menghasilkan listrik

Pada baterai terdapat dua kutub, yaitu kutub positif dan kutub negatif. Kutub positif berada pada bagian batang baterai. Sedangkan, kutub negatif baterai berada pada bagian bawah baterai.  Reaksi kimia yang terjadi di dalam baterai menimbulkan arus listrik bermuatan positif dan negatif. Baterai mengalirkan arus listrik secara langsung. Arus listrik bermuatan positif dialirkan melalui ujung knob bagian atas baterai (kutub positif baterai). Adapun arus listrik bermuatan negatif dialirkan melalui pelapis bagian bawah baterai (kutub negatif baterai). Selanjutnya, arus listrik bermuatan positif dan negatif mengalir secara terpisah melalui kabel (kawat tembaga) menuju ke alat. 

Cara Baterai Sekunder menghasilkan arus listrik adalah sama dengan Baterai Primer. Hanya saja, Reaksi Kimia pada Baterai Sekunder ini dapat berbalik (Reversible). Pada saat Baterai digunakan dengan menghubungkan beban pada terminal Baterai (discharge), Elektron akan mengalir dari Negatif ke Positif. Sedangkan pada saat Sumber Energi Luar (Charger) dihubungkan ke Baterai Sekunder, elektron akan mengalir dari Positif ke Negatif sehingga terjadi pengisian muatan pada baterai.

4.       Flashdisk/chip/CD dapat menyimpan data karena terdapat Flash Memory yang berfungsi untuk media penyimpanan komputer non-volatile elektronik yang dapat elektrik dihapus dan diprogram ulang. Nama flash memory berasal dari bagaimana memori ini dirancang yaitu bagian dari sel memori bisa dihapus dengan satu tindakan atau dalam waktu sekejap (flash). Flash Memory adalah media penyimpanan yang berjenis “non-volatile” yang berarti tidak memerlukan power untuk menjaga keberadaan data. Flash Memori hampir sama dengan EEPROMC (Electrically Erasable Programmable ROM) Kapasitas memorinya pun beragam, mempunyai kemampuan transfer data untuk penulisan mencapai 88 Mbps sedangkan untuk pembacaan mencapai 5 Mbps. Para ilmuan membuatnya menjadi sistem penyimpan data portabel, mirip disket, maka sering disebut Flash Disk. Komponen yang menyusun flashdisk sehingga dapat menyimpan data yaitu :

1)       Konektor USB

USB (Universal Serial Bus) bertindak sebagai antar muka antara chip memori flash NAND dan komputer flash drive dicolokkan ke komputer.

2)       Pengontrol penyimpanan memory

Mengontrol dan menyediakan penghubung ke alat Flash disk yang bertugas menjaga kesetabilan perangkat. Pengontrol berisi suatu RISC mikro prosesor berukuran kecil dan hampir sama pada RAM.

3)       Point test ini berkerja selama perangkat mengecek dan mengirimkan kode ke microprocessor.

4)       Chip Flash Memory

Setelah membuat suatu file dan menyimpannya di flash disk maka bagian ini adalah tempat menyimpan datanya, biasanya juga digunakan di dalam kamera digital.

5)       Oscillator Kristal

Perangkat ini menghasilkan 12 MHZ sinyal dari perangkat utama dan mengendalikan keluaran data perangkat sampai sebuah tahap penguncian.

6)       Lampu Indikator

Lampu indikator berfungsi untuk menandai adanya transfer data atau adanya data yang dibaca dan data yang ditulis.

7)       Write-Protect Switch

Menandai apakah perangkat ada di dalam mode “write protection” atau tidak.

8)       Ruang untuk Flash memori ke 2

Ruang kosong disediakan untuk tambahan satu flash memory, dan dapat digunakan untuk menyimpan data lebih banyak lagi sesuai dengan kebutuhan.

Proses Pengisian pada baterai sehingga dapat menyimpan listrik yaitu proses pengubahan energi listrik menjadi energi kimia. Ketika arus melalui eletrolite KOH sehingga molekul memisahkan diri menjadi ion K+ dan (OH-). Ion (OH-) bergerak ke plate +ve dan ion K+ menuju plate –ve. Jadi plate +ve mengubah ion 2Ni(OH)3, begitu juga plate – ve akan merubah Fe. Sebenarnya disini tidak terjadi perubahan komposisi dari elelktrolite dan spesifik gravity tetap konstan selama proses pengisian dan pengosongan (charging dan discharging).

5.       LCD (Liquid Crystal Display) menggunakan teknologi yang disebut dengan ‘kristal cair’ sebagai penghasil gambar monitor. Kelebihan monitor LCD adalah minimnya konsumsi energi yang digunakan juga memiliki kontras gambar yang lebih tajam dibandingkan dengan CRT. Pada teknologi LCD sumber cahaya berasal dari lampu neon berwarna putih yang tersusun secara merata pada bagian belakang susunan pixel (kristal cair) tadi yang jumlahnya mencapai jutaan piksel hingga membentu sebuah gambar. Jenis – Jenis LCD yang sering digunakan pada umumnya adalah :

1)       STN (Super Twisted Nematic)

STN menggunakan lebih sedikit energi & lebih murah dibanding teknologi TFT (Thin Film Transistor), tapi dengan konsekuensi kualitas gambar & respons yang lebih rendah. STN disebut juga sebagai Passive Matrix. Pada awal munculnya, banyak ponsel yang menggunakan LCD jenis ini.

2)       TFT (Thin Film Transistor)

Jika dibandingkan dengan teknologi LCD lainnya, layar TFT memiliki keunggulan di kualitas gambar & respons yang lebih cepat. Yang menjadi masalah adalah LCD jenis ini membutuhkan energi yang cukup besar & lebih mahal harganya. TFT disebut juga Active Matrix.

3)       CSTN (Colour Super Twisted Nematic)

CSTN merupakan tipe perbaikan dari teknologi STN, diamana CSTN memiliki respons & ketajaman warna yang lebih baik dari STN, hampir mendekati kualitas TFT. CSTN disebut juga New Technologies of Passive Matrix.

4)       OLED (Organic Light Emitting Diode)

Tampilan OLED menggunakan senyawa organik yang mengeluarkan cahaya saat diberi arus listrik. OLED lebih terang, memiliki kontras yang lebih baik dengan sudut pandang yang lebih lebar, konsumsi daya lebih sedikit, & respons yang lebih cepat dibanding LCD. Layar OLED juga sepertiga kali lebih tipis dari LCD, karena tidak membutuhkan Backlight & membuatnya cocok untuk perangkat elektronik portable.

5)       UFB (Ultra Fine & Bright)

Jenis ini membutuhkan lebih sedikit energi, dibandingkan TFT & dengan kemampuan pencahayaan yang lebih terang dibandingkan STN. Ponsel yang menggunakan LCD jenis ini biasanya lebih tipis dibanding ponsel yang menggunakan LCD jenis lain, hal ini karena UFB hanya setebal 2,2 mm.

6)       TFD (Thin Film Diode)

Jenis ini menggunakan cairan semacam kristal yang dikontrol oleh Dioda (dengan pengaturan seperti cara kerja Switch).

LCD pada umumnya sering digunakan pada Smartphone atau gadget adalah:

a.       Jenis Layar Monochrome

Monochrome adalah layar jenis LCD yang sering kita jumpai pada handphone-handphone lawas. Pertama kali handphone lahir ke dunia memakai layar jenis LCD Monochrome ini. Tampilan layar LCD nampak hanya terdiri dari 2 jenis warna, yaitu hitam dan putih. Cara kerja monochrome di layar handphone untuk menghitamkan pixel adalah dengan memblokir cahaya yang akan keluar. Selain digunakan pada handphone, layar jenis monochrome ini sering dipakai pada kalkulator, jam digital. Keunggulan yang paling menonjol dari handphone dengan layar jenis monochrome adalah konsumsi daya yang sangat rendah, sehingga baterai yang dipakai akan bertahan sangat lama.

b.       Jenis Layar STN dan CSTN

Terobosan baru saat itu pada saat layar monochrome menjadi primadona adalah lahirnya layar berwarna. Jenis layar berwarna pertama saat itu diberinama STN (Super Twisted Nematic). Layar STN saat itu masih memiliki kelemahan-kelamahan, diantaranya kualitas tampilan kurang optimal, respon lambat. Kemudian diperbaharui sehingga muncullah layar jenis LCD baru dengan nama CSTN (Color Super Twisted Nematic). Layar CSTN ini merupakan jenis layar yang ditujukan untuk perbaikan tipe sebelumnya, Layar STN. Layar CSTN memiliki respon dan ketajaman warna yang lebih baik dibanding layar STN sehingga mendekati kemampuan layar TFT (dibahas selanjutnya). STN dan CST termasuk ke dalam layar LCD jenis Passice-Matrix Color Display.

c.       Jenis Layar TFT

Jenis Layar handphone TFT adalah tipe layar jenis LCD berwarna terbaru yang mampu menghadirkan ketajaman warna lebih baik, jenis teknologi layar ini disebut Active-Matrix Color Display. TFT LCD singkatan dari Thin Film Transistor, menempatkan transistor di setiap piksel layar yang mampu dinyalakan dan dimatikan secara individual. Hal itulah yang membuat layar LCD TFT ini terlihat lebih tajam dalam warna, terang, dan respon yang sangat cepat. Kelemahan yang dimiliki layar LCD jenis TFT ini adalah relatif lebih mahal dan konsumsi baterai lebih besar. Meskipun begitu layar LCD jenis TFT masih menjadi pilihan utama dan paling banyak dipakai pada perangkat handphone dan smartphone sampai saat ini.

d.       Jenis Layar TFD

Layar LCD jenis TFD masih termasuk kedalam layar tipe Active-Matrix Color Display. Sama halnya dengan TFT, TFD (Thin Film Diode) menempatkan diode pada setiap piksel layar. Layar jenis TFD ini bisa dibilang lebih baik dibanding TFT dalam segi respon dan ketajaman.

e.       Jenis Layar IPS

Yang terbaru dari teknologi layar jenis LCD adalah IPS LCD. Jenis terbaru ini memanfaatkan teknologi In-Plane Switching (IPS) yang memiliki fungsi untuk meningkatkan kualitas reproduksi warna dan sudut pandang optimal yang lebih luas. Sehingga handphone yang memiliki layar berteknologi IPS mampu dilihat secara baik dari sudut mana saja. Salah satu perangkat paling ‘heboh’ yang memakai teknologi ini adalah iPhone dengan layar Retina Display nya. Saat ini banyak perangkat smartphone dan komputer tablet yang menggunakan teknologi LCD IPS ini pada layarnya.

6.       Kata LED merupakan singkatan dari Light Emitting Diode (diode cahaya) ialah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat. LED banyak digunakan pada TV yang mana perusahaan banyak mengeluarkan TV LED. Sebetulnya LED TV adalah pengembangan dari teknologi LCD TV, yang mana jenis TV LED ini menggunakan teknologi LED Backlight untuk mengganti cahaya fluorescent, teknologi yang selama ini digunakan untuk LCD TV. Terdapat dua macam tipe LED TV yang beredar di pasar: LED dan RGB LED yang ditaruh di bagian belakang panel display/layar, dan tipe lain yaitu EDGE-LED yang mana LED ditaruh di bagian keliling layar.

Perbedaan secara fisik pada LED komputer umumnya terletak pada bentuknya yang lebih ramping / tipis. Pada beberapa tipe LED memiliki fungsi dan fitur yang lebih lengkap dibandingkan LCD, seperti kemampuan digital touch screen, Digital TV internet, Digital TV tuner. Sedangkan perbedaan secara umum antara LED dan LCD hanya terletak pada sistem pencahayaannya yang menggunakan teknologi LED backlight. Berbeda dengan LCD yang menggunakan CCFL Backlight (lampu neon berjenis fluorescent), monitor LED mampu menghemat konsumsi listrik hingga 50 – 70% dibandingkan dengan LCD dengan kemampuan menghasilkan gambar yang sangat tajam.

Kelebihan Monitor LED

• Konsumsi listrik yang lebih hemat dibandingkan dengan LCD
• Kontras gambar yang sangat tajam hingga jutaan pixels
• Usia pemakaian LED lebih pajang
• Dimensi monitor yang sangat tipis
• Pencahayaan lebih baik dibandingkan LCD

Kekurangan Monitor LED

• Harga lebih mahal dibandingkan LCD
• Layar LED yang lebih tipis cenderung lebih sensitif

Sumber Informasi :

Fembriyanti,Risma.2013.“Sumber Arus Listrik dan Energi Listrik” (tanggal 3 Nopember 2014, http://fembrisma.wordpress.com/science/sumber-arus-listrik-dan-energi-listrik)

Filia, Ndah.2012. “Energi Listrik yang Dihasilkan dalam Batere” (tanggal 3 Nopember 2014, http://endahdahlia.blogspot.com/2012/12/energi-listrik-yang-dihasilkan-dalam.html)

Hudaya, Chairul.2011. “Jenis Jenis Baterai Sekunder” (tanggal 3 Nopember 2014, http://hudaya.wordpress.com/2011/08/03/jenis-jenis-baterai-sekunder/)

Prasetya, Agung.2013. “Perbedaan Monitor LCD dan LED” (tanggal 3 Nopember 2014, http://www.u-trik.com/2013/09/perbedaan-monitor-lcd-dan-led.html)

Qibtiyah,Maryatul.2012. “Kekurangan Dan Kelebihan Monitor LED” (tanggal 3 Nopember 2014, http://qimariakyu.blogspot.com/2012/12/kekurangan-dan-kelebihan-monitor-led.html)

Sanford.2013. “Types of batteries: Mengenal jenis-jenis baterai berdasarkan bahan kimianya” (tanggal 4 Nopember 2014, http://sanfordlegenda.blogspot.com/2013/09/Types-of-batterie-Mengenal-jenis-jenis-baterai.html)

Tabitatob.2012. “Bagaimana Cara Kerja Flashdisk Menyimpan Data secara Fisik , http://beagoodimpact.wordpress.com/2012/10/16/bagaimana-cara-kerja-flashdisk-menyimpan-data-secara-fisik/)

Wikipedia.2013. “Baterai” (tanggal 3 Nopember 2014, http://id.wikipedia.org/wiki/Baterai)

Tweet

Postingan terkait:

— Wednesday, February 11, 2015 — Add Comment — IAD