Power Supply

Dosen                     :               Mada Sanjaya

Koordinator        :               Dian Syah Maulana AS

Asisten                   :               Nizar Nuril B.

Laporan Ekseperimen Elektronika Dasar 1

DESAIN DAN ANALISIS POWER SUPPLY

Oleh :

Nama                     :               Muhamad Imam Ramdhan

NIM                        :               1210 7030 19

Teman Kelompok

1.       Sholehuddin Hikmatiar

2.       Dita Ditafrihil Fuadah

3.       Nisa Uswatun Hasanah

4.       Sherly Meliyani

FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI

BANDUNG

2011

Desain dan Analisis Power Supply

I.               Abstrak

Abstrak

Pada percobaan desain dan analisis power supply diketahui bahwa terdapat 6 sistem di dalamnya yaitu Tegangan Sumber(PLN), Transformasi, Penyearah, Filter, Regulator, RL. Dalam sistem transformasi yang bekerja yaitu alat transformator atau trafo, Dioda sebagai sistem penyearah, kapasitor sebagai sistem filter, dioda zener sebagai regulator. Tegangan akan berkurang saat di dioda, kapasitor, resistor, dan output.

Tegangan pada

Kata Kunci : dioda, kapasitor,diode zener,tegangan.

II.             Pendahuluan

Latar Belakang

Power supply merupakan alat elektronika yang bisa mengontrol tegangan sumber dan arus menjadi lebih aman dengan cara mengatur pada bagian komponen didalamnya. Power Supply terdiri dari empat bagian utama, yaitu :bagian penurun tegangan menggunakan transformator step down, bagian penyearah menggunakan diode bridge, filter menggunakan kapasitor, serta bagian regulator menggunakan diode zener atau menggunakan IC LM 78xx.

Tujuan

1.     Mengetahui manfaat diode sebagai penyearah,

2.     Mamapu merancang penyearah gelombang penuh,

3.     Mampu menganalisis dan memahami prinsip kerja penyearah gelombang penuh,

4.     Memahami manfaat kapasitor sebagai filter,

5.     Mampu merancang regulator menggunakan diode zener dan.IC Regulator LM78xx.

Tinjauan Pustaka

                Power Supply merupakan alat elektronika yang memiliki skema sistem yang terdiri dari 6 sistem yaitu sebagai berikut :

Tegangan Sumber          Transformasi          Penyearah

 

                RL                      Regulator                  Filter

Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi DC. Dalam Power Supply terdapat sistem yaitu transformasi yang bekerja pada system ini yaitu  Transformator atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf yang lain. Transformator yang digunakan umumnya yaitu transformator step down(penurunan tegangan). Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator bekerja berdasarkan Hukum Faraday, besar tegangan output diperoleh dengan perbandingan jumlah lilitan pada kumparan primer dan sekundernya.

Penyearah gelombang penuh digunakan agar proses yang berlangsung pada tegangan selalu kontinu untuk itu  diperlukan transformator dengan center tap (CT). Tegangan rata-rata DC pada penyearah gelombang penuh menggunakan diode bridge.

V_DC=  . Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat dengan menambahkan kapasitor pada rangkaian.Pada rangkaian penyearah yang hanya menggunakan diode penyearah masih memiliki sinyal ac sehingga belum searah seperti halnya tegangan dc pada baterai. Sinyal ac yang tidak diinginkan disebut ripple. Untuk memperkecil nilai ripple digunakan filter kapasitor. Semakin besar nilai kapasitor maka akan semakin kecil nilai tegangan ripple.

V _{ripple =}

Sehingga besar tegangan rata-rata DC pada penyearah gelombang diode bridge dan filter kapasitor adalah:

V_DC = V_p-

Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya agar efek dari naik atau turunnya tegangan jala-jala tidak mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil.  Untuk memperoleh suatu catu daya dengan nilai keluaran yang tetap maka digunakanlah diode zener yang bekerja pada saat dipanjar mundur(reverse bias). Diode zener hanya dapat bekerja saat tegangan yang diberikan melebihi breakdown voltage. Perbandingan besar ripple pada input dan output dari system regulator diode zener.

III.          Metode Eksperimen

Waktu dan Tempat

Hari,tanggal             : Rabu, 26 Oktober dan

  2 November 2011

Pukul                         : 10.00 -11.30 WIB

Tempat                     : Laboratorium Fisika

Alat dan Bahan

1.     Papan PCB,

2.     Spidol,

3.     Bor,

4.     Solder,

5.     Kawat,

6.     Multimeter,

7.     Osiloskop,

8.     Kabel koneksi,

9.     Transformator,

10. Dua buah Dioda @ 4001,

11. Dioda Zener 5,1

12. Kapasitor 100 µF, dan

13. Resistor @ 220 Ω dan 360 Ω.

14. Papan Akrilik 1 buah

15. Baut 4 buah

16. Cutter Akrilik

17. Gergaji Besi

18. Lem

19. Penggaris Besi

Prosedur Kerja

Di awal, praktikan mendesain rangkaian power supply pada kertas kemudian menunjukkannya pada assisten untuk dicheck kebenarannya. Setelah di check didapat suatu rangkaian sebagai berikut :

Setelah rangkaian disusun di kertas kemudian praktikkan dibantu assisten merangkai di PCB sesuai dengan desain yang telah disetujui. Kemudian praktikkan membuat papan dudukan dari akrilik untuk menempatkan rangkaian tersebut agar lebih indah. Desain bentuk tempat dudukan dan rangkaian disepakati bersama. Rangkaian disusun dengan menggunakan alat dan bahan yang ada. Pertama, praktikan mensolder alat dan bahan agar tersambung pada PCB. Kemudian mencheck dengan menggunakan multimeter. Setelah itu check tegangan dengan menggunakan multimeter pada trafo, rangkaian dioda, kapasitor, dan output (diode zener). Setelah itu sambungkan menggunakan osiloskop untuk mengetahui grafik yang didapat. Setelah semua rangkaian tidak ada koneksi yang salah simpan di papan akrilik sehingga sempurna. Setelah semua nilai tegangan didapat bandingkan dengan menggunakan teori, simulasi multisim, dan ekseperimen.

Hasil dan Pembahasan

Hasil

 Tegangan Output pada eksperimen

No	Trafo Step Down	Penyearah dioda	Filter Kapasitor	Regulator Dioda Zener
1	12,10 V	10,36 V	10,46 V	4,90 V

Tegangan pada multisim

No	Trafo Step Down	Penyearah dioda	Filter Kapasitor	Regulator Dioda Zener
1	18,33 V	8,39 V	8,3 V	4,9 V

Pembahasan

Dioda mampu menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan mundur. Sehingga pada arus akan masuk ketika pada saat forward bias saja dikarenakan arus listrik dapat mengalir tanpa hambatan apapun pada diode. Arus listrik sangat mudah mengalir dari anoda ke katoda pada diode sebagai Forward Bias, sebaliknya yakni dari katoda ke anoda pada diode arus listrik akan tertahan atau tersumbat hal ini sebagai Reverse Bias. Sehingga diode berfungsi sebagai penyearah. Kemudian ketika arus masuk melalui kapasitor akan mengalami penurunan ripple dikarenakan arus yang masuk akan disimpan pada kapasitor sehingga ripple akan berkurang selain itu pula adanya kapasitor sebagai filter dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Setelah itu mengapa saat proses pada system power supply tegangan akan menurun dibandingkan dengan dengan tegangan sumber ? Hal ini dikarenakan adanya perbandingan . Selain itu karena masing-masing karakteristik dan fungsi dari komponen sistem yang ada pada power supply itu sendiri. Tegangan akan berkurang saat di dioda karena adanya perubahan yang awalnya tegangan itu bolak-balik pada saat di diode tegangan itu akan dijadikan searah sehingga proses itu berlangsung yang mengakibatkan tegangan ada yang di ambil pada dioda dan keluarannya itu berkurang. Seperti halnya pula pada kapasitor yang berfungsi sebagai filter,resistor. Pada saat diode zener akan terjadi penurunan tegangan yang cukup tinggi dikarenakan banyaknya tegangan breakdown pada diode zener kemudian diode zener pula berfungsi sebagai regulator agar tegangan tersebut tidak merusak system pada output yang begitu besar maka diode zener lebih kepada mengamankan tegangan output.

Tegangan pada trafo itu berbentuk sinusoidal ketika amplitudo maksimum maka akan menyala kalau dipasang LED ketika turun atau belum maksimum(puncak) maka akan mati. Pada diode grafik akan lebih berkurang dan terjadi ripple. Kemudian pada kapasitor ripple yang dihasilkan pada system sebelumnya akan berkurang. Perbedaan grafik tersebut karena adanya cara kerja dari masing-masing komponen pada system power supply berbeda.

IV.           Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan

Jadi, dapat disimpulkan bahwa system pada catu daya(power supply) dapat mengubah dari AC menjadi DC. Hal ini dikarenakan karena adanya system transformasi dan diode. Diode yang berfungsi sebagai penyearah agar arus dan tegangan yang mengalir itu kontinu bahkan menjadi gelombang penuh akibat adanya filter kapasitor.Serta tegangan akan berkurang ketika masuk pada masing-masing system pada power supply.

Saran

Untuk percobaan ini, diharapkan agar praktikkan dan assisten lebih koordinasi lagi sehingga tidak adanya kesalahpahaman dalam pembuatan power supply.

V.             Daftar Pustaka

1.        Sanjaya,Mada. 2011.Modul praktikum Elektronika dasar 1. UIN Sunan Gunung Djati Bandung.

2.        Efrizon, Umar.2001. Fisika dan kecakapan hidup.Jakarta: Ganeca Exact

3.        Moh. Ramdhani, ST. Diktat rangkaian listrik. STT Telkom Program Pasca Sarjana.

4.        Kanginan,Marthen.2007.Fisika untuk SMA kelas XII. Jakarta: Erlangga

UTS Pengetahuan Lingkungan

KEMENTRIAN AGAMA UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG Jl. A.H. Nasution No. 105 Cibiru Bandung 40614 ' 022-7800525

UJIAN TENGAH SEMESTER GANJIL

TAHUN AKADEMIK 2011/2012

Mata Kuliah                        : Pengetahuan Lingkungan

Jurusan / Semester / Kelas : Fisika / 3 / B

Fakultas                               : Sains dan Teknologi

Hari, tanggal                       : Jum’at, 28 Oktober 2011

Waktu                                  : 100 menit

Dosen Pengampu               : Drs. Tony Sudjarwo, M.Si.

Jawablah pertanyaan berikut pada lembar jawaban yang disediakan!

1.       Jelaskan, lima faktor yang diperlukan di dalam “Environmental Science”?

Jawaban :

Environmental science

• is the systematic study of our environment and our proper place in it.

• is the study of interactions among physical, chemical, and biological components of the environment.

As you study environmental science, you should learn the following:

• awareness and appreciation of the natural and built environment;

• knowledge of natural systems and ecological concepts;

• understanding of current environmental issues; and

• the ability to use critical-thinking and problem-solving skills on environmental issues.

                        

2. Jelaskan, apakah yang dimaksud sains, materi, energi, dan sistem?

     Jelaskan dan beri contoh positive dan negative feedback loop?

Science (Sains)

Diturunkan dari scire, artinya “to know” (Latin).

Science adalah proses menghasilkan pengetahuan berdasarkan metode dan logika.

“Science” menyatakan juga kumulatif isi dari pengetahuan yang dihasilkan oleh para saintis.

Materi

Materi disusun oleh atom, molekul, dan senyawa.

Proton = nomor atom; Elektron = proton; Neutron = nomor massa – nomor atom

Isotop = nomor atom sama, nomor massa beda (contoh: 1H, 2H, dan 3H)

Materi dibentuk melalui ikatan-ikatan kimia antar atom, molekul, dan senyawa.

Ikatan ion (misal pada NaCl)

Ikatan kovalen (misal pad H2O)

Ikatan hidrogen (misal pada CH4)

Atom, ion, dan molekul adalah ”building block” materi.

Wujud Materi

• Padat

• Cair

• Gas

Kualitas Materi

1.Materi kualitas tinggi

-Konsentrasi tinggi

-Dapat ditemukan di permukaan bumi

-Berpotensi besar sbg sumber daya alam

2.Materi kulitas rendah

-Konsentrasi rendah

-Dapat ditemukan di bagian dalam bumi

-Berpotensi kecil sbg sumber daya alam

Energi

Energy is the ability to do work such as moving matter over a distance or causing a heat transfer between two objects at different temperatures.

Kinetic energy is the energy contained in moving objects.

Potential energy is stored energy that is latent but available for use.

Chemical energy stored in the chemical bond, food and gasoline.

Satuan energi: Joule atau Kalori (1 Joule = 0,24 Kalori)

Satu kalori adalah sejumlah energi yang diperlukan untuk memanaskan satu gram air murni sebesar satu derajat celcius.

Perpindahan energi/kalor:

• Radiasi

• Konduksi

• Konveksi

Sistem

A system is a network of interdependent components and processes, with materials and energy flowing from one component of the system to another.

For example, “ecosystem”, is a complex assemblage of animals, plants, and their environment, through which materials and energy move.

Positive Feedback Loop

Merupakan proses timbal balik yang positif dimana akan melalui  alur dimulai dari terkecil,sedang hingga besar ataupun sebaliknya yang berguna bagi kehidupan makhluk di ekosistem atau lingkungan.

Contohnya : Pemisahan limbah antara organik, anorganik, dan B3  (Bahan Beracun Berbahaya). Berawal dari tempat tidur, ruangan, dan luar tempat tinggal. Baik di rumah, sekolah/kampus, tempat-tempat umum. Serta dalam hal pengelolaan limbah yang efektif dan efisien yang tidak mencemarkan

Negative Feedback Loop

Merupakan proses timbal balik yang negatif dimana akan melalui  alur dimulai dari terkecil,sedang hingga besar ataupun sebaliknya yang berguna bagi kehidupan makhluk di ekosistem atau lingkungan.

Contohnya : Penggunaan pemakaian bahan bakar fosil yang berlebih yang akibatnya akan mengalami pencemaran, loss energy.

3. Perhatikan dan jelaskan secara rinci maksud gambar range toleransi populasi di dalam ekosistem di bawah ini!

    

Faktor Pembatas

Faktor abiotik yang dapat membatasi atau mencegah pertumbuhan populasi.

- Terjadi pada atau dekat range optimal toleransi

Limiting Factors

1. Optimum Levels

Each factor necessary for survival has an ideal range. Dikarenakan temperature yang memungkinkan untuk  ditempati oleh banyak makluk hidup serta kondisi lingkungan yang ideal.

2. Zones of Stress

Each factor has a range of values that are above or below the ideal but not outside the range allowing survival. Dimana makhluk hidup sedikit menempati tempat tersebut

3. Limits of Tolerance

Each factor has an upper and a lower limit beyond which the organism cannot survive.

4. Range of Tolerance

Each factor has a range of values that includes the zones of stress and the optimum levels. These values do not include the upper or

lower limits beyond which the organism cannot survive.

4. Jelaskan, apa kegunaan pengkajian biodiversitas dalam “Environmental Science”  dan faktor-faktor yang mengancam kepunahan biodiversitas tersebut?

Jawab :

Kegunaan pengkajian biodiversitas dalam “Environmental Science” :

a)      Keragaman spesies di bumi.

b)     Keragaman spesies terjadi karena ada gen.

c)      Kehidupan beragam spesies dapat dipertahankan dalam ekosistem seperti aliran energi dalam siklus nutrien.

d)     Biodiversitas adalah sumber daya terbarukan yang vital yang meliputi suplai makanan,kayu,serat,energy dan obat kemudian memelihara kualitas udara dan air dan terakhir kontrol pembuangan limbah dan hama.

Faktor-faktor yang mengancam kepunahan biodiversitas :

a)      Habiat Destruction.

b)     Degradation and fragmentation.

c)      Invasive (nonnative) species.

d)     Population and resources use growth (too many people consuming too many resources).

e)      Pollution.

f)       Climate change.

g)     Overexploitation.

5. Apa penyebab dan akibat pertumbuhan populasi dunia yang besar?

Jelaskan cara pencegahan dan penanggulangannya?

Jawab :

Penyebab pertumbuhan populasi dunia yang besar :

a)      Manusia mampu memperluas habitat dan hidup dalam zona dan iklim yang berbeda.

b)     Munculnya pertanian modern yang lebih baik untuk mengeksploitasi setiap unit daratan.

c)      Perkembangan sistem sanitasi,antibiotic,dan vaksin yang membantu mengontrol agen penyakit infeksi.

Akibat pertumbuhan populasi dunia yang besar :

a)      Kecepatan kematian turun.

b)     Kecepatan kelahiran tinggi.

c)      Ukuran populasi tumbuh dengan cepat.

d)     Reduction of biodiversity.

e)      Increasing use of the earth’s net primary productivity.

f)       Increasing genetic resistance of pest species and disease causing bacteria.

g)     Elimination of many natural predators.

h)     Introduction of potentially harmful species into communities.

i)        Using some renewable resources faster than they can be replenished.

j)        Interfering with the earth’s chemical cycling and energy flow processes.

k)      Relying mostly on polluting and climate-changing fossil fuels.

Cara pencegahan pertumbuhan populasi dunia yang besar :

Program KB, diantaranya :

a)      Sterilization (male,female).

b)     IUD.

c)      Oral contraceptive (the pill).

d)     Hormones (implant,patch,injection etc).

e)      Male condom.

f)       Sponge and spermicide.

g)     Female condom (e.g.,cervival cap).

h)     Diapragm together with spermicide.

i)        Abstinance during fertile periode.

j)        Morning-after-pill )e.g.,preven).

k)      Spermicide alone.

l)        Actively seeking pregnancy.

Cara penanggulangan pertumbuhan populasi dunia yang besar :

Adanya keinginan untuk menghentikan keturunan

Program Migrasi, diantaranya

Transmigrasi

Urbanisasasi

6.  Apakah yang dimaksud “sumber daya” (resources)?

Bagaimana pengelompokan “sumber daya” berdasarkan skala kehidupan manusia? Berikan contohnya!

Jawab :

Sumber daya (resources) adalah sesuatu yang sifatnya sebagai sumber kehidupan apabila dilakukan sesuatu terhadapnya akan :

a)      Dapat memenuhi kebutuhan dan keinginan.

b)     Bermanfaat,bernilai,dan memuaskan.

Pengelompokan “sumber daya (resources)” berdasarkan skala kehidupan manusia :

a)      Nonrenewable material resources

Sumber daya material yang tidak dapat diperbarui.Laju ekstraksi penggunaan lebih cepat dari skala waktu geologis pembentukan material tersebut.Contohnya :

ü  Recycling                : Cu,Al,Fe,Au,kuarsa.

Nonrecycling         : Batu bara,minyak bumi,dan gas alam (Liquid Petroleum Gas)

b)     Perpetual material resources

Sumber daya material yang tidak habis sepanjang skala waktu kehidupan manusia.Tidak menghasilkan material buangan.Dapat di konversi menjadi angin,listrik,aliran air,dan tersimpan dalam jaringan organism hidup.Contoh : energy matahari.

c)      Renewable material resources

Sumber daya material yang dapat diperbarui atau berpotensi tidak habis.Proses penggantinya relative alamiah.Contoh : pohon-pohon dihutan rumput dipadang rumput,air yang jernih,binatang liar,udara yang segar,dan tanah yang subur.