Perbedaan Ground, Earth, dan Grounding pada Sirkuit Elektronik

ONSOLDER - Ketika melakukan desain elektronik, ground, earth, dan chassis adalah konsep penting. Ketiga konsep tersebut mengimplikasikan suatu titik teoretis dengan nol volt, namun hal ini tidak selalu benar atau bahkan mungkin benar. Terdapat juga perbedaan dalam simbol skematik, seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Dalam dunia desain elektronik, terdapat konsep penting yang perlu dipahami, yaitu ground, earth, dan grounding. Ketiga konsep ini memiliki implikasi terhadap titik teoretis dengan tegangan nol, namun perlu diingat bahwa hal ini tidak selalu benar atau bahkan mungkin tidak benar. Selain itu, terdapat pula perbedaan dalam simbol skematik yang menunjukkan konsep-konsep ini. Mari kita bahas lebih lanjut:

1. Earth Ground

Earth ground adalah titik di mana sistem grounding terhubung dengan tanah. Dalam praktiknya, titik ini dapat dicapai dengan menggunakan batang tembaga yang ditanam ke dalam tanah atau melalui koneksi ke pipa air (sebaiknya menggunakan tembaga). Beberapa tempat yang mengandalkan tanah yang baik, seperti pertukaran telepon, stasiun radio, dan pembangkit listrik, seringkali menggunakan jaringan tembaga besar atau pelat tembaga yang ditanam di dalam tanah. Pada pemancar, radial dapat dikubur di bawah permukaan tanah. Pentingnya earth ground juga terlihat pada sistem perlindungan petir, di mana dibutuhkan tidak hanya ground yang baik, tetapi juga kemampuan konduksi arus yang substansial.

2. Chassis Ground

Pada sistem seperti komputer atau radio, menghubungkan titik-titik 0V secara langsung ke earth ground secara praktis sulit dilakukan. Oleh karena itu, titik-titik ini dihubungkan ke chassis, casing, atau perumahan perangkat. Idealnya, hanya ada satu titik ground umum yang digunakan. Pada perangkat yang memiliki risiko terjadinya sengatan listrik, seperti ketel atau pemanggang roti, perumahan perangkat juga akan terhubung ke sumber listrik tanah. Hal ini berarti jika terjadi kabel listrik yang putus dan menyentuh perumahan, arus akan dialirkan ke tanah dan diharapkan dapat memicu pemutus sirkuit sebelum seseorang mendapatkan sengatan listrik.

3. Virtual Ground

Konsep virtual ground merujuk pada titik dalam suatu rangkaian yang tidak dapat digunakan sebagai ground sebenarnya, tetapi berperilaku seperti titik ground. Sebagai contoh, pada op-amp inverting, terdapat titik ground virtual pada pin negatif (-).

4. Floating Ground

Floating ground digunakan pada perangkat di mana pasokan daya terisolasi dari pasokan utama melalui transformator, atau pada perangkat portabel yang menggunakan baterai sendiri. Sebagai contoh, rangkaian dalam ponsel menggunakan floating ground. Selain itu, perangkat yang menggunakan daya listrik dari jaringan dengan hanya dua pin (seperti pengering rambut) juga menggunakan floating ground.

5. Signal Ground

Pada sistem elektronik seperti amplifier, terdapat banyak titik di mana komponen-komponen harus terhubung ke nol volt. Karena sistem tersebut mungkin memiliki penguatan yang substansial dan pada beberapa titik memiliki arus yang besar, tegangan kecil dapat terbentuk dalam jalur ground, yang pada akhirnya dapat menyebabkan osilasi. Pada sistem RF, penggunaan plane ground atau area tembaga yang luas pada salah satu sisi PCB dapat membantu melindungi komponen-komponen dari gangguan satu sama lain.

Dalam desain sirkuit elektronik, pemahaman yang baik mengenai ground, earth, dan grounding sangatlah penting untuk menciptakan kinerja yang handal dan menghindari masalah seperti interferensi, osilasi, serta risiko sengatan listrik. Dengan memahami konsep-konsep ini dan menerapkannya dengan benar, Anda dapat meningkatkan kualitas desain elektronik Anda dan memastikan bahwa sirkuit bekerja sebagaimana mestinya.

Jangan lupa untuk membaca juga artikel mengenai perbedaan soldering dan desoldering untuk menambah wawasan Anda dalam dunia elektronik.