POWER SUPPLY

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Catu daya (power supply) merupakan salah satu peralatan yang

sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Pada dasarnya

power supply mempunyai konstruksi rangkaian yang hampir sama yaitu

terdiri dari trafo, penyearah, dan penghalus tegangan. Dalam

pembuatan rangkaian catu daya selain menggunakan komponen utama

juga diperlukan komponen pendukung agar rangkaian berfungsi

dengan baik menggunakan komponen tersebut antara lain: multimeter

digital dan analog, proto board, kabel jumper, penjepit buaya,

dioda IN4002, kapasitor 0,01 dan 2200μF , trafo CT 1A, resistor

330Ω, IC regulator 7805 dan 7812.Catu daya merupakan suatu

rangkaian elektronik yang menggunakan arus listrik bolak-balik

menjadi arus listrik searah.

Adapun tujuan kami untuk mengikuti praktikum ini adalah untuk

mengetahui prinsip dasar power supply, komponen-komponen yang

terdapat pada power supply dan konsep dasar dari power supply.

Sebagai contoh, power supply dengan variabel tegangan DC 0 sampai

15 V, variabel power supply yang ditunjukkan disini adalah unit

dengan harga murah yang menggunakan beberapa bagian yang mudah

ditemukan. Unit yang akan menghantarkan tegangan DC dari 0 sampai

15 volt dengan arus keluaran maksimum 300 mA. Bagian-bagian dan

papan rangkaian untuk power supply ini tersedia dari Graymark

International, Inc.

Step bawah Transformer T1 tegangan AC 117 V menjadi sekitar 25

V saat dioda D1 dan D2 bertindak sebagai rectifier. Kapasitor C1 dan

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARkapasitor C3 bertindak sebagai filter. Power transistor Q1

bertindak sebagai variabel resistor dalam pengaturan tegangan

beban R3 dan keluaran. Potensiometer R1 memberikan tegangan bias di

Q1. Sebagai tegangan yang bertambah, resistansi emitter ke kolektor

menurun, pembaik tegangan beban R3 menurun (tegangan keluaran

meningkat). Tegangan di Q1 menurun berangsur-angsur mati dan

sedikit tegangan beban R3 menurun dan beban paralel disambungkan ke

keluaran. Transistor akan di puncakpanas.

1.2 TUJUAN PERCOBAAN

1. Untuk mengetahui prinsip kerja catu daya

2. Untuk mengetahui pembuatan power supply dengan regulator

3. Untuk menganalisa tegangan keluaran regulator

4. Untuk mengetahui aplikasi dari rangkaian catu daya dan

regulator

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Power Supply adalah sebuah nama yang menyiratkan, sumber daya pada

sebuah sirkuit listrik. Banyak operator sirkuit elektronik dari DC

yang diproses sinnyal AC atau DC. Kebanyakan power supply biasa

adalah satu yang memasukkan dari dinding luar AC standar yang

menyediakan 120 Volt pada 60 Hz. Tegangan umum ini kemudian

dikonversikan oleh power supply pada satu atau lebih tegangan DC

yang akan dapat mengoperasikan TV, komputer, atau barang

elektronik yang lainnya. Berikut komponen dan sirkuit dari power

supply.

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARBaterai. Salah satu power supply yang paling sering digunakan

adalah baterai. Baterai adalah sumber arus DC yang baik untuk

dirinya sendiri, bukan sumber arus AC yang diperlukan. Baterai

merupakan bentuk paling awal dari sumber tegangan untuk sebuah

sirkuit listrik dan masih paling banyak digunakan hingga saat ini.

Apa yang dapat kita lakukan tanpa baterai pada ponsel kita, ipad,

telepon tanpa kawat listrik, laptop, komputer, dan remot kontrol?

Ingat saja bahwa bentuk spesial dari power supply adalah pengisi

baterai yang pada keadaan normal menggunakan AC untuk mengisi

ulang asam timbel, nikel cadmium, nikel metal hibrid, dan ion-ion

baterai litium. Power supply standar. Pada keadaan normal, power

supply terdiri dari transformer yang menerjemahkan 120 Volt

tegangan AC menjadi tegangan tinggi atau rendah yang diperlukan

dengan karakteristik dari step up atau step down. Hingga saat ini,

banyak peralatan menggunakan IC, yang memerlukan tegangan AC

rendah. Tegangan AC yang rendah ini kemudian dikonversikan pada

tegangan DC yang berdenyut menggunakan penyearah. Sebuah penyearah

merupakan satu atau lebih dioda yang bertindak seperti polaritas

sensitif yang dapat mengubah sinus setengah lingkaran dari positif

atau negatif pada nadi DC. Regulator atau dapat disebut pengatur.

Sebuah pengatur merupakan sirkuit yang mempertahankan tegangan

keluaran DC dari nilai yang diinginkan. Tegangan DC yang

diproduksi oleh power supply pada penyaring keluaran akan

bervariasi sebagai garis masukan dari perubahan garis tegangan AC.

Banyak perubahan pada berbagai arus mengambil dari supply dan juga

akan dikarenakan berbagai tegangan keluaran. Terdapat dua tipe

dari regulator, yaitu linier dan switching. Regulator linier

memasukkan sebuah transistor pada seri di antara power supply dan

beban. Jika beban bervariasi, sirkuit pada regulator menyesuaikan

kondisi transistor sehingga dapat mempertahankan tegangan yang

konstan. Tipe atau jenis lain dari regulator yaitu regulator

switching. Pada regulator ini, diletakkan transistor pada seri

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARdengan beban namun sirkuit internal mengubah transistor off dan

on pada kecepatan tinggi. Dengan berbagai siklus (perbandingan

waktu dengan satu periode) dari nadi rata-rata DC yang mungkin

bervariasi juga. Kemudian jika banyak tegangan keluaran yang

dirasakan, siklus diubah untuk memastikan bahwa keluaran rata-rata

adalah tetap sama.

Regulator linier bekerja lebih baik namun tidak efesien

karena membuang daya pada seri transistor. Dengan efesiensi 10

hingga 40%. Regulator switching jauh lebih efesien karena off pada

waktu yang lama. Efesiensinya yaitu berkisar 70 hingga 95%.

(Louis E.Frenzel, Jr., 2010)

Sel-sel energi adalah sumber daya listrik yang paling

praktis. Sel-sel energi membangkitkan listrik sebagai hasil dari

reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalamnya. Dalam pembuatannya,

senyawa-senyawa kimiawi yang siap bereaksi dikemas di dalam sebuah

sel energi. Ketika arus listrik ditarik dari sel suatu reaksi

kimiawi terjadi. Arus dapat diberikan oleh sel hingga senyawa-

senyawa kimiawi aslinya tersisa. Terdapat beberapa jenis sel yang

berbeda, menurut reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam sel

yang bersangkutan: sel-sel seng-karbon (zinc-carbon) dan sel-sel

alkalin dibuat dalam beberapa ukuran standar yang berbeda.

Sel-sel isi ulang. Untuk pasokan daya listrik yang kontinu,

atau sebaliknya pasokan-pasokan sekejap (burst) dengan ukuran yang

besar, kita menggunakan sel-sel yang dapat diisi-ulang. Ketika sel

semacam ini kehabisan dayanya, kita menyambungkannya ke sebuah

charger (pengisi-ulang) yang mengambil dayanya dari sumber listrik

(listrik PLN). Arus yang diberikan sumber listrik akan memulihkan

senyawa-senyawa kimiawi di dalam sel kembali ke keadaan aslinya.

Sel-sel listrikisi ulang diantaranya adalah:

Baterai. Sebuah baterai dibentuk oleh sejumlah sel listrik

yang disambungkan satu sama lainnya. Sel-sel ini umumnya

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARdisambungkan sedemikian rupa sehingga baterai dapat menghasilkan

tegangan output yang lebih besar.

Sebagai contoh, baterai PP3 yang populer digunakan dapat

menghasilkan 9V. Baterai ini terdiri dari enam buah sel yang

masing-masing mampu menghasilkan 1,5V. Baterai ini digunakan pada

jam-jam dinding, alat-alat pengukuran, dan pada perangkat-

perangkat arus-rendah lainnya.

Sebuah baterai dapat dibentuk dari sel-sel listrik yang

berdiri sendiri yang diletakkan di dalam sebuah kotak baterai.

Kotak baterai plastik memiliki kontak-kontak dan kawat-kawat yang

saling menghubungkan sel-sel listrik di dalam baterai. Kotak yang

diperlihatkan pada foto di halaman 5 memiliki empat sel alkalin.

Tiap-tiap sel alkalin menghasilkan 1,5 V sehingga tegangan

keseluruhan baterai adalah 6 V.

Baterai berukuran praktis pada foto di belah kanan ini

memiliki 8 sel alkalin dan ukuran panjang yang hanya 28 mm.

Baterai ini memberikan pasokan 12V. Baterai-baterai kecil semacam

ini digunakan dalam aplikasi-aplikasi dimana kita membutuhkan

tegangan yang relatif tinggi namun kita hanya memiliki ruang yang

kecil. Contoh-contohnya antara lain adalah peralatan fotografi dan

pengontrol jarak jauh key-fob.

Arus listrik. Besaran satuan untuk arus listrik adalah

ampere. Simbol besaran ini adalah A. Hanya sedikit orang yang

digunakan adalah amp. Sebuah lampu listrik yang dipasok dari

sumber listrik (mains) membutuhkan kurang lebih sepertiga amp untuk

menjadikannya bersinar terang. Sebuah pemanas ruangan dua batangan

membutuhkan kurang lebih 8 amp.

Arus listrik dengan jumlah (atau magnitudo) yang lebih kecil

di ukur dengan suatu miliamp. Satu miliamp, yang simbolnya mA,

adalah seperseribu dari satu amp. Sebuah bohlam lampu senter

membutuhkan 60 mA atau kurang. Satuan arus listrik yang lebih

kecil lagi adalah mikroamp yang simbolnya adalah µA. Satu mikroamp

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARadalah seperseribu dari satu miliamp, atau sepersejuta dari satu

amp. Jam-jam dinding listrik dan jam-jam tangan listrik hanya

membutuhkan beberapa mokroamp. Itu sebabnya sebuah baterai AAA

tunggal mampu menghidupkan sebuah jam dinding selama berbulan-

bulan.

Arus mengalir di sepanjang jalur rangkaian listrik. Arus

mengalir dari terminal positif baterai melewati lampu dan kembali

memalui termnal negatif. Besarnya arus yang mengalir dari terminal

positif baterai, melewati lampu dan kembali ke baterai melalui

terminal negatif. Besarnya arus yang mengalir di semua bagian

rangkaina listrik sama. Tegangan listrik adalah gaya listrik yang

menggerakkan arus untuk mengalir di sepanjang sebuah rangkaian

listrik. Besaran satuan untuk tegangan listrik adalah volt, dengan

simbol V. Kebanyakan sel listrik menghasilkan tegangan sebesar

kurang-lebih 1,5V. Tegangan sumber listrik PLN adalah 230V.

Di sebuah stasiun pembangkit listrik, tegangan yang

dibangkitkannya lebih besar dan diukur dalam satuan kilovolt, yang

simbolnya adalah kV. Satu kilovolt setara dengan seribu volt. Pada

saluran-saluran transmisi tegangan-tinggi, tegangan yang ada dapat

mencapai 400 kV.

Tegangan-tegangan yang lebih rendah diukur dalam satuan

milivolt adalah seperseribu dari satu volt. Tegangan-tegangan yang

lebih rendah lagi diekspresikan dalam satuan mikrovolt, dengan

simbol µV. Satu mikrovolt adalah seperseribu dari satu milivolt

atau sepersejuta dari satu volt. Sinyal- sinyal listrik yang

datang dari sebuah mikrofon atau perangkat-perangkat sensor lain

pada umumnya terukur dlam bagian milivolt atau mikrovolt. Arus

digerakkan untuk mengalir di sepanjang rangkaian oleh gaya gerak

listrik (tegangan) yang timbul antara terminal positif dan

terminal negatif baterai.

(Owen Bishop, 2002)

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARPenyearah setengah gelombang. Rangkaian penyearah yang paling

sederhana adalah rangkaian gelombang setengah. Masukan ac

menghasilkan ggl bolak-balik di bagian sekunder transformator,

yang berusaha mendorong arus melalui rangkaian sekunder, saat

pertama ke salah satu arah dan kemudian ke arah yang berlawanan

secara bergantian. Tanpa penyearah, ac akan engalir melalui

resistor beban. Dengan penyearah, arus dapat mengalir pada sati

arah saja. Meskipun tegangan sekunder-transformator dapat bolak-

balik, arus yang mengalir melaluinya hanya berlangsung selama

setengah siklus saja. Hal ini akan menghasilkan pulsa dc atau ac

yang berpulsa di dalam rangkaian. Jatuh-tegangan pada titik A dan

B berupa pulsa dan besarnya tegangan sama seperti setengah siklus

ac yang berasal dari sekunder transformator.

Rangkaian gelombang setengah mempunyai beberapa kerugian.

Yang digunakan hanya setiap setengah silus, sehingga arus rata-

rata hanya sama dengan 0,318 (setengah dari 0,636) dari arus

puncak. Dibandingkan dengan penyearahan gelombang-penuh, maka

rangkaian ini lebih sulit melakukan penyaringan agar rata. Dioda

yang digunakan dalam rangkaian penyearah dapat berupa keadaan-

padat (solid-state), hampa, atau upa-air-raksa. Rangkaian dasar

penyearah semuanya serupa,tetapi pada dioda hampa dan dioda air-

raksa diperlukan tambahan lilitan filamenpada transformator catu-

dayanya. Dengan pengecualian pada peralatan yang lebih tua atau

pemancar daya-tinggi, yang dapat menggunakan dioda hampa dan dioda

air-raksa, maka umumnya saat ini catu daya elektronika menggunakan

penyearah silikon keadaan-padat.

Jika pulsa-pulsa dc dengan puncak sebesar 100 V diperlukan,

maka bagian sekunder transformator harus mempunyai keluaran

tegangan ac puncak sebesar 100 V (sebenarnya, penyearah silikon

dengan jatuh-tegangan atau tegangan penghalang (barrier) sebesar

0,6 –V akan memerlukan tegangan puncak sebesar 100,6 V, untuk

germanium memerlukan 100,3 v).

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARPenyearah gelombang penuh. Untuk memanfaatkan kedua setengah-

siklus dari gelombang ac frekuensi-daya, maka sebagian besar catu

daya menggunakan sistem penyearah gelombang –penuh. Ada dua macam

rangkaian: yang satu adalah penyearah jembatan, dan yang lainnya,

yang itu digunakan padamasa lalu yaitu dengan dioda hampa dan

dioda air-raksa, berupa penyearah tap-tengah gelombang-penuh.

Rangkaian jembatan memerlukan empat dioda, dihubungkan

seperti pada Gambar 10-2. Bila polaritas trafo daya seperti

tergambar berupa tanda + dan – penuh, maka elektron didorong ke

luar dari ujung negatif trafo, melalui dioda A, ke atas melalui RL.

Melalui dioda B dan ditarik ke dalam terminal atas trafo, yang

pada saat ini positif. Setengah siklus ac ini menghasilkan sebuah

pulsa dc ke atas melalui resistor beban. (hal ini belum merupakan

“catu daya” karena belum ada filternya).

Pada setengah siklus ac berikutnya, polaritas trafo terbalik,

tampak berupa titik-titik. Sekarang elektron didorong keluar dari

bagian atas trafo, melalui dioda C, kembali ke atas melalui RL,

melalui D, dan ditarik ke dalam ujung positif trafo, yang sekarang

berada di terminal bawah. Karenasetengah siklus kedua menghasilkan

pulsa dc kedua melalui resistor, maka daya dibawa ke beban pada

kedua setengah siklus ac. Jika pulsa dc dengan nilai puncak

sebesar 100 V diperlukan, bagian sekunder trafo harus menyediakan

ac puncak sebesar 100 V (sebenarnya 101,2 V dengan dioda silikon).

Rangkaian penyearah tap-tengah (center-tap) gelombang penuh

diperlihatkan pada gambar 10-3. Tampak digunakan tabung hampa

untuk menggambarkan rangkaian filamen, tetapi kerjanya sama dengan

dioda keadaan-padat. Dengan polaritas seperti diperlihatkan oleh

tanda + dan – penuh, elektron didorong keluar dari tap tengah yang

relatif negatif, ke atas melalui RL, melalui dioda A, dan ditarik

ke dalam terminal positif atau bagian atas sekunder tranformator.

Pada setengah siklus berikutnya (tanda titik-titik), elektron

didorong keluar dari tap tengah lagi, ke atas melalui RL lagi,

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARmelalui dioda B, dan ditarik ke dalam terminal bawah trafo yang

sekarang positif. Setiap siklus ac saluran daya jadinya berubah

menjadi dua pulsa dc yang berarah-sama di dalam rangkaian beban.

Jika diperlukan dc puncak sebesar 100 V, maka bagian sekunder

trafo harus memberikan dua lilitan puncak 100-V, atau tegangan

sekunder keseluruhan puncak sebesar 200 V. Penyearah ini hanya

memerlukan satu lilitan filamen untuk kedua dioda VT, sedangkan

penyearah jembatan memerlukan tiga lilitan, satu untuk dioda A

dalam gambar 10-2, satu untuk dioda C dan satu untuk kedua B dan

D.

Dioda keadaan-padat (atau air raksa) mempunyai jatuh-tegangan

yang relatif tetap pada waktu melewatkan arus. Dioda tabung

mempunyai jatuh-tegangan yang membesar bila arus beban naik. Pada

banyak catu daya tegangan tinggi niaga (commercial) yang

menggunakan dioda tabung, dipakai transformator tegangan tinggi

dan transformator filamen yang terpisah agar filamen menjadi panas

dulu sebelum memberikan tegangan tinggi pada anoda penyearah.

Filter kapasitif. Tegangan keluar dari suatu penyearah tidak

pernah rata. Karena tegangan yang diperlukan dalam kebanyakan

elektronika harus mempunyai karakteristik yang tidak berubah-ubah,

maka perlu meratakan tegangan yang berbentuk pulsa dengan filter.

Metode yang paling banyak digunakan adalah dengan filter

kapasitif.

Selama setengah siklus ac tersebut pada waktu anoda penyearah

negatif, tidak ada arus yang mengalir dalam rangkaian. Pada

setengah siklus berikutnya, bagian atas trafo menjadi positif,

menarik elektron-elektron dari atas pelat kapasitor melalui

penyearah, dan mendorong elektron ke bagian bawah pelat kapasitor.

Hal ini akan mengisi kapasitor sampai pada puncak tegangan ac.

Dengan ac 100 V rms, kapasitor terisi sampai 1,414 x 100, atau dc

141 V. Pada setengah siklus berikutnya (anoda negatif), arus tidak

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARdapat mendorong kembali melalui penyearah sehingga kapasitor tetap

bermuatan 141 V.

Bila setengah siklus positif berikutnya tiba, kapasitor telah

berisi sebesar nilai puncak, sehingga tidak terjadi apa-apa di

dalam rangkaian. Tegangan pada kapasitor filter tetap tidak

berubah sebesar 141 V dc.

Selama setengah siklus pengisian dalam gambar 10-5a, arus di

dalam sekunder trafo mempunyai dua komponen. Yang satu mengisi

kapasitor, yang lain mengalir melalui resistor beban.

Selama setengah siklus tanpa pengisian, trafo tidak melakukan apa-

apa. Setiap arus beban yang sekrang mengalir harus berasal dari

elektron yang disimpan dalam pelat kapasitor. Kapasitor

mengosongkan muatan melalui resistor, tetap menggerakkan arus ke

atas melalui beban. Bila kapasitor besar, ia dapat mempertahankan

cukup elektron agar arus tetap mengalir melalui resistor selama

setengah siklus tanpa pengisian. Tetapi, pada waktu mengosongkan,

tegangan pada kapasitor dan resistor akan berkurang. Selama

setengah siklus pengisian berikutnya, kapasitor terisi kembali ke

tegangan penuh dan trafo mendorong nilai puncak arus melalui

resistor lagi. Suatu beban resistansi besar akan mengosongkan

kapasitor dengan perlahan. Jika sebuah beban berat (resistansi

kecil) dipasang pada keluaran, maka kapasitor akan dikosongkan

dengan cepat melalui beban, sehingga menyebabkan perubahan

tegangan yang cukup besar antara siklus yang berdekatan. Jenis

filter kapasitif sederhana pada keluaran penyearah jembatan ini,

yang menggunakan kapasitansi sebesar beberapa ribu mikrofarad,

adalah yang diperlukan pada kebanyakan peralatan transistor jika

diikuti oleh suatu rangkaian regulator tegangan. (Robert

L. Shrader, 1991)

BAB III

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 PERALATAN

1. Multimeter ( 2 buah )

Fungsi : sebagai indikator dari PSA dan untuk mengukur

tegangan keluaran dari rangkaian regulator.

2. Penjepit buaya ( 2 buah )

Fungsi : untuk menghubungkan rangkaian

3. Transformator CT 3 A ( 1 buah )

Fungsi : untuk menurunkan tegangan

4. Protoboard (2 buah )

Fungsi : sebagai tempat merangkai komponen sementara.

5. PSA

Fungsi : sebagai sumber tegangan listrik DC

6. Jumper

Fungsi : Penghubung antar komponen

3.2 KOMPONEN

1. Kapasitor 10 µF dan 2220 µF

Fungsi : sebagai filter

2. Resistor 330 Ω

Fungsi : sebagai penghambat arus yang masuk ke rangkaian

pencatu daya.

3. Dioda IN4002( 4 buah)

Fungsi : sebagai penyearah arus yang masuk ke rangkaian

pencatu daya / rectifier.

4. IC regulator 7805 ( 1 buah )

Fungsi : untuk membatasi tegangan keluaran tetap 5 volt atau

menstabilkan tegangan.

5. IC regulator 7905 (1 buah)

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARFungsi : untuk membatasi tegangan keluaran tetap -5 volt atau

menstabilkan tegangan.

3.3 PROSEDUR PERCOBAAN

3.3.1. Percobaan untuk penyeaarah

A. Penyearah Gelombang Penuh

1. Disiapkan semua peralatan dan komponen yang akan

digunakan

2. Dicek peralatan dan komponen baik atau tidak

3. Dirangkai komponen seperti gambar berikut pada

protoboard.

4. Dihubungkan kutub a ke positif (+) osiloskop dan

dihubungkan titik b ke negatif (-) osiloskop

5. Dihubungkan kutub positif (+) osiloskop ke Positif

sinyal generator dan kutub negatif (-) osiloskop ke

negatif sinyal generator

6. Dipasang 0 dan 220 V dari trafo ke PLN

7. Dihidupkan osiloskop dan sinyal generator

8. Ditentukan bentuk gelombang keluarannya dari sinyal

generator

9. Diatur osiloskop sampai muncul bentuk gelombang yang

jelas

10. Diamati hasil gelombag pada osiloskop

11. Dicatat hasilnya

12. Digambar outputnya pada kertas milimeter.

B. Penyearah Gelombang Setengah Penuh

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR1. Disiapkan semua peralatan dan komponen yang akan

digunakan

2. Dicek peralatan dan komponen baik atau tidak

3. Dirangkai komponen seperti gambar berikut pada

protoboard.

4. Dihubungkan kaki resistor yang berhubungan langsung

dengan dioda ke positif osiloskop dan kaki lainnya ke

negatif osiloskop

5. Dihubungkan kutub positif (+) osiloskop ke Positif

sinyal generator dan kutub negatif (-) osiloskop ke

negatif sinyal generator

6. Dipasang 0 dan 220 V dari trafo ke PLN

7. Dihidupkan osiloskop dan sinyal generator

8. Ditentukan bentuk gelombang keluarannya dari sinyal

generator

9. Diatur osiloskop sampai muncul bentuk gelombang yang

jelas

10. Diamati hasil gelombang pada osiloskop

11. Dicatat hasilnya

12. Digambar outputnya pada kertas milimeter.

3.3.2. Percobaan dengan regulator

3.3.2.1. IC Regulator 7805

1. Disiapkan semua peralatan dan komponen yang digunakan

2. Dicek peralatan dan komponen baik atau tidak

3. Dirangkai rangkaian sesuai dengan gambar berikut dengan

IC regulator 7805.

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

4. Dihubungkan kaki input IC Regulator 7805 ke positif PSA

dan kaki ground IC Regulator 7805 ke negative PSA

5. Dihubungkan kaki positif Capasitor 2220 µF ke kaki input

IC Regulator 7805

6. Dihubungkan kaki negatif Capasitor 2220 µF ke kaki ground

IC Regulator 7805

7. Dihubungkan kaki positif Capasitor 10 µF ke kaki output

IC Regulator 7805

8. Dihubungkan kaki negatif Capasitor 10 µF ke ground ke

kaki ground IC Regulator 7805

9. Dihubungkan kaki output IC Regulator 7805 ke positif

multimeter dan kaki ground ke negatif multimeter dengan

memakai penjepit buaya

10. Diatur tegangan PSA menjadi 5 volt

11. Diamati hasil outputnya pada multimeter dan

dicatat hasilnya

12. Diulangi percobaan diatas dengan mengubah tegangan

PSA menjadi 9V, 12V, 15V

13. Disimpan semua peralatan

3.3.2.1. IC Regulator 7905

1. Disiapkan semua peralatan dan komponen yang digunakan

2. Dicek peralatan dan komponen baik atau tidak

3. Dirangkai rangkaian sesuai dengan gambar berikut dengan

IC regulator 7905.

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

4. Dihubungkan kaki input IC Regulator 7905 ke positif PSA

dan kaki ground IC Regulator 7905 ke negative PSA

5. Dihubungkan kaki positif Capasitor 2200 µF ke kaki input

IC Regulator 7905

6. Dihubungkan kaki negatif Capasitor 2220 µF ke kaki ground

IC Regulator 7905

7. Dihubungkan kaki positif Capasitor 10 µF ke kaki output

IC Regulator 7905

8. Dihubungkan kaki negatif Capasitor 10 µF ke ground ke

kaki ground IC Regulator 7905

9. Dihubungkan kaki output IC Regulator 7905 ke positif

multimeter dan kaki ground ke negatif multimeter dengan

memakai penjepit buaya

10. Diatur tegangan PSA menjadi -5 volt

11. Diamati hasil outputnya pada multimeter dan

dicatat hasilnya

12. Diulangi percobaan diatas dengan mengubah tegangan

PSA menjadi -9V, -12V, -15V

13. Disimpan semua peralatan

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 DATA PERCOBAAN

IC Regulator 7805Vin (volt) Vout (volt)

5 2,266 4,467 5,098 5,109 5,1110 5,1011 5,0912 5,1013 5,0914 5,1015 5,10

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

Medan, 18 November 2013Asisten Praktikan

(ParasianSimbolon) (Marta Masniary Nainggolan)

4.2 ANALISA DATA

4.2.1Menjelaskan tentang IC regulator.

Regulator tegangan sederhana-nya adalah suatu rangkaian

elektronika yang berfungsi untuk mengatur agar tegangan keluaran-

nya tetap beradapadaposisi yang ditentukanwalauteganganmasukkan-

nyaberubah-ubah.Rangkaian regulator

teganganinikemudiandikemasdalambentuksirkuitterintegrasi(IC).

IC regulator tegangan yang banyakdijumpai di pasaranantara lain IC

regulator keluarga 78xx dan LM317,

sehinggadalamartikeliniakandibahasmengenaibagaimanamasing-masing

IC tersebutdirangkaibesertaperhitungan-nya.

Jenis / TipeDasar IC Regulator Tegangan

Jenis-jenisatautipe IC regulator teganganitudibedakanmenjadi :

Fixed Voltage Regulator (78xx / 79xx Series)

Adjustable Voltage Regulator (LM317 series )

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARPrinsip kerja IC regulator adalah apabila diberi masukan tegangan

lebih dari kapasitas regulatornya maka tegangan yang dikeluarkan

hanya tegangan yang bernilai xx. Contohnya 7805 yang digunakan

dalam percobaan ini, apabila diberi tegangan masukan 1 volt, maka

tegangan keluaran adalah 5 volt, namun Jika tegangan masukan

adalah 6 volt maka nilai tegangan keluaran tetap 5 volt. Ada

beberapa alasan yang mungkin diperlukannya sebuah regulator, yaitu

fluktuasi tegangan jala-jala, perubahan tegangan akibat beban,

perlu pembatasan arus dan tegangan untuk keperluan tertentu. Ada 4

jenis regulator, Regulator dengan Zener, Regulator Zener Follower,

Regulator dengan op-amp, Regulator dengan IC. IC Regulator 3

Kaki 78xx Dan 79xx keduanya dapat memberikan supply arus DC out

put hingga maximal 1 ampere. Versi 78xx bekerja dengan input

tegangan (+) dan outputnya juga berupa tegangan (+), sedangkan

yang versi 79xx sebaliknya, yaitu bekerja dengan input (-) dan

outputnya juga (-). Kode xx menunjukkan besarnya tegangan output

pada IC regulator ini. Contoh misalnya saja type 7809, dia akan

mengeluarkan tegangan output sebesar 9 volt (+) dengan input tentu

saja juga tegangan positif (+).

4.2.2 Skema cara kerja PSA

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

4.2.3 Perhitungan

4.2.3.1 % Deviasi IC Regulator 7805

- V¿ = 5 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

= |5–2,265 | x 100% = 54,8 %

- V¿ = 6 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

= |6–4,466 | x 100% = 25,6 %

- V¿ = 7 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

= |7–5,097 | x 100% = 27,28 %

- V¿ = 8 Volt

% Deviasi =|V¿−Vout

V¿| x 100%

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR=|8–5,108 |x 100%

= 36,25 %

- V¿ = 9 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

= |9−5,119 | x 100%

= 43,22 %

- V¿= 10 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

= |10–5,1010 | x 100% = 49 %

- V¿ = 11 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

= |11–5,0911 | x 100% = 53,72 %

- V¿ = 12 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

= |12–5,1012 | x 100% = 57,5 %

- V¿ = 13 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR = |13–5,0913 | x 100%

= 60,84 %

- V¿ = 14 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

= |14–5,1014 | x 100% = 63,57 %

- V¿ = 15 Volt

% Deviasi = |V¿−Vout

V¿| x 100%

= |15–5,1015 | x 100% = 66 %

4.2.3.2 Rata-rata dari % Deviasi

∑%DeviasiICRegulator7805 =

(54,8+25,6+27,28+36,25+43,22+49+53,72+57,5+60,84+63,57+66)%11

= 537,26%11

= 48,84 %

BAB V

GAMBAR PERCOBAAN

5.1 Rangkaian dengan IC Regulator 7805

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

5.2 Rangkaian dengan IC Regulator 7905

5.3 Gambar Percobaan

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

1. Dari percobaan yang telah dilakukan diketahui pada dasarnya

fungsi utama dari catu daya adalah mengubah aliran listrik

arus bolak-balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik PLN

menjadi arus listrik searah (DC) yang dibutuhkan oleh

komponen atau peralatan dan membagi arus untuk semua

perangkat yang akan dipakai.

2. Dari percobaan yang telah dilakukan diketahui pembuatan power

supply dengan regulator dimana urutan komponen jalannya arus

yaitu trafo kemudian dioda lalu kapasitor kemudian IC

regulator. IC regulator di sini memiliki fungsi yaitu untuk

menstabilkan tegangan yang dikeluarkan.

3. Dari percobaan yang telah dilakukan diketahui tegangan

keluaran yang dihasilkan oleh regulator, sebagai berikut:

IC Regulator : 7805

Vin (volt) Vout (volt)5 2,266 4,467 5,098 5,109 5,1110 5,10

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR11 5,0912 5,1013 5,0914 5,1015 5,10

4. Dari percobaan yang telah dilakukan diketahui karateristik

dan prinsip kerja dioda adalah sebagai penyearah, dioda

menyearahkan arus bolak-balik dari PLN menjadi arus searah

baik dengan menggunakan penyearah gelombang penuh atau

gelombang setengah penuh dan prinsip kerjanya pada saat

menyearahkan arus adalah elektron dari kutub anoda berpindah

ke kutub katoda mengisi lubang-lubang dan elektron akan

terisi kembali lagi ketika arus elektron mencapai kutub

anoda.

6.2 Saran

1. Agar praktikkan selanjutnya lebih teliti dalam mengukur

tegangan dengan menggunakan PSA Adjust

2. Agar praktikkan selanjutnya lebih memahami prosedur

penggunaan peralatan dan bahan percobaan

3. Agar praktikkan selanjutnya lebih memerhatikan rangkaian

percobaan yang dirangkai

4. Agar praktikkan selanjutnya menggunakan waktu praktikum

seefesien mungkin

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

DAFTAR PUSTAKA

Bishop, O. 2002. DASAR-DASAR ELEKTRONIKA. Jakarta: Erlangga.

Halaman: 10-12

Frenzel, L E. 2010. ELECTRONICS EXPLAINED. Jakarta: Artha Book.

Halaman: 82-85

Shrader, R L.1991.KOMUNIKASI ELEKTRONIKA. Jakarta: Erlangga.

Halaman: 200-203

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

Medan, 16 November 2013

Asisten,

Praktikan,

(Parasian Simbolon)

(Marta Masniary Nainggolan)

TUGAS PERSIAPAN

NAMA : Marta Masniary Nainggolan

NIM : 120801034

KELOMPOK : IV/B

JUDUL PERC. : Power Supply

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARASISTEN : Parasian Simbolon

1. Jelaskan konsep penyearah arus dengan dioda?

Jawab:

Rectifier/penyearah adalah alat yang digunakan untuk mengubah

sumber arus bolak-balik (AC) menjadi sinyal sumber arus

searah (DC). Gelombang AC yang berbentuk gelombang sinus

hanya dapat dilihat dengan alat ukur CRO. Rangkaian rectifier

banyak menggunakan transformator step down yang digunakan

untuk menurunkan tegangan sesuai dengan perbandingan

transformasi transformator yang digunakan. Penyearah

dibedakan menjadi 2 jenis, penyearah setengah gelombang dan

penyearah gelombang penuh, sedangkan untuk penyearah

gelombang penuh dibedakan menjadi penyearah gelombang penuh

dengan center tap (CT), dan penyearah gelombang penuh dengan

menggunakan dioda bridge.

a. Penyearah setengah gelombang merupakan rangkaian penyearah yang

paling sederhana, yaitu yang terdiri dari satu dioda.

Rangkaian penyearah setengah gelombang memperoleh masukan

dari sekunder trafo yang berupa tegangan berbentuk sinus,

vi = Vm Sin wt. Vm merupakan tegangan puncak atau tegangan

maksimum. Harga Vm ini hanya bisa diukur dengan CRO,

sedangkan harga yang tercantum pada sekunder trafo

merupakan tegangan efektif yang dapat diukur dengan

menggunakan volt meter.

b. Penyearah gelombang penuh, agar dapat mengalirkan arus

dalam satu gelombang penuh sehingga tegangan keluaran lebih

mudah diratakan dan dapat menghasilkan nilai konstan,

digunakan penyearah gelombang penuh. Penyearah gelombang-

penuh dapat menggunakan empat dioda yang dihubungkan

seperti jembatan wheatstone, disebut juga penyearah

jembatan.

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

2. Prinsip kerja power supply ?

Jawab:

Prinsip kerja power supply adalah menurunkan tegangan ac 220

volt menjadi dc 9 volt kemudian melakukan pengubahan sinyal

bolak balik menjadi sinyal listrik searah (DC). Salah satu

contoh rangkaian power supply yang paling sederhana dan yang

paling sering ditemui dalam dunia elektronika yaitu hanya

dengan menggunakan beberapa kompenen inti dari power supply

yakni satu buah dioda bridge dan satu buah kapasitor. Dioda

bridge digunakan sebagai penyearah gelombang bolak balik yang

dihasilkan oleh trafo step down atau trafo penurun tegangan

dan kapasitor digunakan sebagai penghilang riak gelombang

yang telah disearahkan oleh dioda bridge.

3. Jelaskan prinsip kerja trafo beserta gambar dan rumusnya ?

Jawab:

Prinsip kerja dari sebuah transformator adalah sebagai

berikut. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber

tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan

primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet

yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan

inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung

kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan

induktansi timbal-balik (mutual inductance)

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

Ketika arus listrik dari sumber tegangan yang mengalir pada

kumparan primer berbalik arah (berubah polaritasnya) medan

magnet yang dihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik

yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan berubah

polaritasnya.

Hubungan antara tegangan primer, jumlah lilitan primer,

tegangan sekunder, dan jumlah lilitan sekunder, dapat

dinyatakan dalam persamaan:

Vp = tegangan primer (volt)

Vs = tegangan sekunder (volt)

Np = jumlah lilitan primer

Ns = jumlah lilitan sekunder

4. Skema rangkaian PSA ?

Jawab:

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

RESPONSI

NAMA : Marta Masniary Nainggolan

NIM : 120801034

KELOMPOK : IV/B

JUDUL PERC. : Power Supply

ASISTEN : Parasian Simbolon

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

1. Sebutkan peralatan, komponen dan fungsi!

Jawab:

- Peralatan :

1. Multimeter, Fungsi :sebagai indikator dari PSA dan untuk

mengukur tegangan keluaran dari rangkaian regulator.

2. Penjepit buaya (2 pasang), Fungsi :untuk menghubungkan

transformator ke rangkaian pencatu daya dan menghubungkan PSA

adjust ke regulator.

3. Transformator Step Down, Fungsi : Untuk menurunkan tegangan

pada rangkaian pencatu daya.

4. Protoboard, Fungsi : sebagai tempat untuk merangkai sementara

catu daya dan regulator.

5. PSA Adjust, Fungsi : sebagai sumber tegangan

6. Jumper ,Fungsi : sebagai penghubung antar komponen

- Komponen :

1. Kapasitor ,Fungsi : Untuk menyimpan muatan yang akan diberi

ke IC regulator.

2. Resistor, Fungsi : Untuk menghambat arus yang akan masuk ke

rangkaian pencatu daya gelombang setengah penuh.

3. Dioda ,Fungsi : sebagai penyearah arus yang masuk ke

rangkaian pencatu daya.

4. IC Regulator 7805, Fungsi :untuk membatasi tegangan

keluaranatau menstabilkan tegangan.

2. Jelaskan Ppinsip kerja dari regulator!

Jawab:

Regulator berfungsi sebagai penyearah arus AC – DC.Tegangan

yang teregulasi cukup bagus jika regangan ripplenya kecil. Jika

tegangan PLN naik trun, maka tegangan outputnya akan naik turun

juga. Komponen ini juga berfungsi sebagai pembatas arus yang

masuk dalam suatu rangkaian dan pembatas suhu.Regulator

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARmerupakan komponen yang digunakan untuk membatasi atau

menstabilkan tegangan. Saat regulator diberi tegangan masukan

dengan nilai tertentu, tegangan akan masuk melalui kumparan

primer. Kemudian tegangan akn keluar dari kumparan sekunder

dengan nilai yang lebih kecil.

3. Sebutkan jenis – jenis trafo berdasarkan pembagi tegangan dan

karakteristiknya!

Jawab:

- Trafo Step Up, untuk menaikkan tegangan

- Trafo Step Down, untuk menurunkan tegangan

4. Jelaskan intisari dari isi teori jurnal halaman ke tiga!

Jawab:

Pada jurnal halaman 3 dijelaskan mengenai arus, dimana Arus

mengalir di sepanjang jalur rangkaian listrik. Arus mengalir

dari terminal positif baterai melewati lampu dan kembali memalui

termnal negatif. Selain itu, dijelaskan juga mengenai rangkaian

penyearah yang paling sederhana yaitu rangkaian gelombang

setengah. Masukan ac menghasilkan ggl bolak-balik di bagian

sekunder transformator, yang berusaha mendorong arus melalui

rangkaian sekunder, saat pertama ke salah satu arah dan kemudian

ke arah yang berlawanan secara bergantian. Tanpa penyearah, ac

akan engalir melalui resistor beban. Dengan penyearah, arus

dapat mengalir pada sati arah saja. Meskipun tegangan sekunder-

transformator dapat bolak-balik, arus yang mengalir melaluinya

hanya berlangsung selama setengah siklus saja.