LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA FISIS DASAR I
CATU DAYA
“
”
NAMA
: HERLINA SARI BA’RURU
NIM
: H21110006
JURUSAN / PRODI
: FISIKA / FISIKA
ASISTEN
: ZAHRAWANI
LABORATOIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN 2011
BAB I
PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Di dunia sekarang ini, kita hanya bisa bergantung pada listrik yang disediakan oleh PLN. Karena terkadang,kita mengalami yang namanya mati lampu secara tiba-tiba ataupun tidak. Nah, jika kita sedang butuh sekali listrik maka akan sangat menyedihkan bagi kita. Oleh karena itu, kita dapat membuat suatu alat yang bernama catu daya (power supply). Sumber tegangan (power supply) adalah bagian terpenting dalam suatu pelajaran elektronika karena berfungsi sebagai sumber tenaga listrik seperti baterai atau accu. Peranannya sangat menentukan bagi bekerjanya peralatan seperti radio, tape recorder, pesawat TV dan lain-lain. Selain daripada itu, pencatu daya banyak digunakan sebagai catu daya dalam berbagai macam praktek dan percobaan pembuatan rangkaian elektronika. Sebenarnya dalam melaksanakan suatu percobaan rangkaian elektronika bias saja sebagai sumber tenaganya menggunakan baterai atau accu namun kurang praktis dan tidak efissien, sebab pemakain baterai atau accu sifatnya terbatas dan tidak tahan lama. Tegangan baterai makin lama makin habis oleh karena itu harus segera diganti.
I.2 Ruang Lingkup Adapun dalam laporan ini akan dibahas tentang pengertian catu daya serta rangkaian dan hasil keluarannya.
I.3 Tujuan Adapun tujuan pada percobaan ini adalah: 1. Merancang dan membuat catu daya dengan keluaran yang bervariasi. 2. Memahami prinsip kerja berbagai macam catu daya
I.4 Waktu dan Tempat Percobaan catu daya ini dilakukan pada hari Senin,24 Oktober 2011 pada pukul 13.30-16.00 WITA, bertempat di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA Power Supply adalah bagian pencatu daya bagi rangkaian elektronika. Fungsi utama rangkaian power supply adalah mengubah tegangan AC jala-jala listrik menjadi tegangan DC yang dibutuhkan. Saat ini dikenal dua sistem power supply, yaitu: 1. Sistem konvensional dengan trafo step down 50Hz dan rangkaian penyearah dioda dan elco. 2. Sistem switching yang dikenal dengan SMPS (Switching Mode Power Supply) 1. Power Supply Konvensional Pada power supply konvensional, tegangan AC ini lebih dahulu diturunkan melalui sebuah transformator step down lalu keluaran trafo disearahkan dengan dioda dan diratakan dengan kapasitor elektrolit (elco). Sistem penyearahan dioda ada 3 macam, yaitu : 1. Penyearah setengah gelombang
Penyearah Setengah Gelombang Sistem penyearah setengah gelombang menggunakan satu buah dioda untuk menyearahkan sinyal AC. Dalam hal ini dioda hanya melewatkan
setengah dari bentuk gelombang sedangkan setengah gelombang lainnya tidak dipakai. Jadi sistem penyearah setengah gelombang ini tidak efisien untuk transfer daya. Ada juga yang menggunakan capasitor sebagai filternya:
Rangkaian penyearah setengah gelembang dengan filter C Gambar diatas adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata.
2. Penyearah gelombang penuh sistem CT
Penyearah Gelombang Penuh Sistem CT Sistem penyearah gelombang penuh artinya mengambil semua bagian dari sinyal AC untuk disearahkan. Pada penyearah gelombang penuh sistem
CT maka dibutuhkan satu buah kumparan kawat lagi yang disusun kebalikan dari kumparan yang pertama. Pertemuan antara kumparan pertama dan kumparan kedua disebut dengan CT (Center Tap). Titik CT inilah kemudian yang akan menjadi titik referensi tegangan (titik nol). 3. Penyearah gelombang penuh sistem jembatan (bridge)
Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan Prinsip penyearah gelombang penuh sistem jembatan hampir sama dari sistem CT yaitu bertujuan melewatkan semua bagian sinyal AC. Namun penyearah sistem jembatan hanya memerlukan satu kumparan saja. Untuk mengambil fasa sinyal AC bagian atas dan bawah digunakan empat dioda yang bekerja bergantian saat sinyal AC berayun pada posisi atas dan bawah. Power Supply Switching Salah satu kelemahan dari power supply konvensional adalah efisiensinya yang rendah karena mengambil tegangan dari hasil penyearahan sinyal sinus. Untuk meningkatkan efisiensi power supply maka sinyal yang disearahkan harus berupa sinyal kotak. Dalam hal ini kemudian muncul sebuah power supply sistem baru dengan metode pensaklaran yang disebut sistem switching.
Blok Diagram SMPS Pada power supply sistem switching, sinyal AC dari tegangan jala-jala listrik 220V disearahkan lebih dahulu menjadi tegangan DC melalui sebuah rangkaian dioda penyearah dan elko. Tegangan DC hasil penyearahan ini kemudian disaklar on-off secara terus menerus dengan frekuensi tertentu sehingga memungkinkan nilai induktor dari trafo menjadi kecil. Hal ini khususnya untuk memperkecil ukuran power supply. Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple-nya kecil, namun ada masalah stabilitas. Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan outputnya juga akan naik/turun. Seperti rangkaian penyearah di atas, jika arus semakin besar ternyata tegangan dc keluarnya juga ikut turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran ini menjadi stabil. Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. Oleh karena itu biasanya dalam rangkaian power supply maka IC Regulator tegangan ini selalu dipakai untuk stabilnya outputan tegangan.
Berikut susunan kaki IC regulator tersebut.
Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan +5 volt, 7812 regulator tegangan +12 volt dan seterusnya. Sedangkan seri 79XX misalnya adalah 7905 dan 7912 yang berturut-turut adalah regulator tegangan -5 dan -12 volt. Selain dari regulator tegangan tetap ada juga IC regulator yang tegangannya dapat diatur. Prinsipnya sama dengan regulator OP-amp yang dikemas dalam satu IC misalnya LM317 untuk regulator variable positif dan LM337 untuk regulator variable negatif. Bedanya resistor R1 dan R2 ada di luar IC, sehingga tegangan keluaran dapat diatur melalui resistor eksternal tersebut.
Gambar rangkaian di atas dapat anda aplikasikan untuk membuat adaptor atau power suplly dengan tegangan keluaran (V output 12V DC). Power supply di atas hanya dilindungi oleh capasitor sebagai pengaman apabila power supply ini dihubungkan dengan beban pada rangkaian. Maka dari itu saya sarankan memakai capasitor dengan minimal spesifikasi 35V. Untuk daya pengaman power supply yang lebih kita bisa menggunakkan transistor TIP, tapi saya belum membahasnya. Untuk dioda bridge dapat anda susun dari 4 dioda kemudian anda solder menjadi satu bridge rectifier atau anda dapat membeli jadi bridge rectifier yang berbentuk sisir (menyamping) atau kotak. Paling tidak dioda bridge saya sarankan memakai 1 Ampere, dalam rangkaian adaptor, semakin besar ampere diodanya semakin bagus jalannya arus di dalam rangkaian. Dioda bagaikan jalan tol, dan arus sebagai mobil yang melewatinya. Semakin besar dan lebar jalan tol yang ada, semakin cepat arus berjalan dan melalui rangkaian. Untuk rangkaian power supply 5 V, anda dapat mengganti volt regulator di atas dengan tipe 7805 dan 7905. Aplikasi ini berlaku sama pada rangkaian ini. Untuk variasi rangkaian seperti fuse ataupun switch on/off dapat anda coba sendiri. + Transformator 18 V – CT minimal 1 A + Capasitor minimal 35 V
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN III.1 Alat dan Bahan III.1.1 Alat Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini adalah: 1. Papan PCB
2. Multimeter
III.1.2 Bahan Adapun bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah: 1. Diode bridge, berfungsi sebagai diode penyambung .
2. Kapasitor, berfungsi sebagai penyimpan muatan.
3. Resistor, berfungsi sebagai penghambat arus.
4. Trafo, berfungsi sebagai
5. IC, berfungsi sebagai penstabil dan pengatur tegangan.
III.2 Prosedur percobaan Adapun prosedur percobaan yang pada percobaan ini adalah: 1. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. 2. Menyusun rangkaian seperti pada gambar di bawah ini: 4700 µF
C3
2200 µF
C4
2200 µF
CT
4700 µF
3. Mengukur
apakah
ada
tegangan
yang
keluar,
sebelum
disambungkan dengan transformator. 4. Mengukur tegangan keluaran pada keluaran (+) dan (-). Karena kita menggunakan IC tipe 7812 dan 7912 maka seharusnya tegangannya adalah 12 volt.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 Hasil Dari percobaan ini, kami mendapatkan hasil: 4700 µF
C3
CT
2200 µF
C4
2200 µF
4700 µF
Bahwa dengan menggunakan IC 7812 dan 7912, tegangan keluaran di keluaran plus(+) dan minus(-)nya adalah 12 Volt.
IV.2 Pembahasan Catu daya dapat dibuat oleh diri sendiri dengan cara yang sederhana. Dari percobaan di atas dapat kami ketahui bahwa tegangan keluaran yang dihasilkan oleh catu daya bergantung pada masukan yang dihasilkan oleh transformator. Namun, dalam suatu rangkaian terkadang tegangan yang dihasilkan tidak konstan atau stabil. Oleh karena itu, dalam suatu rangkaian dibutuhkan adanya sebuah stabilisator yang sering di sebut sebagai IC (Integrated Circuit).
Integrated Circuit (IC) terbentuk dari sebuah rangkaian yang sudah terintegrasi dan dibuat dalam satu buah chip komponen. Komponen IC sering dijumpai terutama pada Komputer, TV, Audio Hi-Fi, Radio dan Ponsel. Jenis IC yang paling populer adalah IC op-amp (operational amplifier) dan Mikroprosseor/ Mikrocontroler. Oleh karena adanya IC inilah yang menyebabkan tegangan masukan dari transformator itu sama dengan keluaran plus(+) dan keluaran minus(-).
BAB V PENUTUP V.1 Kesimpulan Setelah melakukan percobaan ini, dapat disimpulakan bahwa: 1. Catu daya dapat stabil antara tegangan masukan dan keluaran dengan menggunakan stabilisatior yang bernama IC. 2. Ada 2(dua) tipe IC yaitu IC tipe 78XX dan 79XX. Tipe 78XX untuk regulator positif dan 79XX untuk regulator negative. Untuk masing-masing tipe, ada beberapa macam. Contohnya tipe 7812 dan 7912.
V.2 Saran V.2.1 Untuk Laboratorium Saran saya, sebaiknya alat-alat dan bahan-bahan yang sudah tidak layak pakai sebaiknya diganti saja. Kemudian, kalau bisa ada penambahan alat dan bahan yang lain yang lebih modern untuk menunjang praktikum.
V.2.2 Untuk asisten Komunikasi dengan praktikan sangat baik, cara penjelasannya juga sangat baik. Tingkatkan apa yang bisa lebih ditingkatkan.
DAFTAR PUSTAKA
http://belajar-elektronika.info/search/rangkaian-catu-daya-12-volt/ http://duniaelektronika.blogspot.com/2007/09/catu-daya.html http://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/05/rangkaian-sederhana power-supply-12-v.html http://google.com/catu daya.pdf http://google.com/catu-daya.html http://google.com/Komponen Dasar Elektronika-IC
