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