LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA FISIS DASAR I
“CATU DAYA”
NAMA : ADRIANY MASARRANG
NIM : H21110007
KELOMPOK : II
ASISTEN : ZAHRAWANI
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
2011
BAB I
PENDAHULUAN
I.1.LATAR BELAKANG
Pada praktikum kali ini akan dirancang catu daya dengan keluaran yang bervariasi. Selain itu akan diukur hambatan,kuat arus, dan tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian catu daya. I.3. TUJUAN PERCOBAAN Adapun tujuan dari percobaan ini adalah : 1. Merancang dan membuat catu daya dengan keluaran yang bervariasi. 2. Memahami prinsip kerja berbagai macam catu daya. 1.1 WAKTU DAN TEMPAT PERCOBAAN Percobaan Catu Daya ini dilakukan pada hari Senin, 31 November 2011, pukul 13.30 – 16.40 WITA, di Laboratorium Elektronika Jursan 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 dan bahan yang digunakan dalam prktikum kali ini yaitu :
1. Catu daya AC
Catu daya digunakan sebagai pembangkit tegangan AC untuk dialirkan pada rangkaian.
2. Papan rangkaian
Papan rangkaian berfungsi sebagai tempat memasang atau merangkai resistor atau kapasitor, serta komponen listrik lainnya.
3. 
Multimeter
Multimeter Multimeter digunakan untuk mengukur tegangan, hambatan saerta arus pada rangkaian listrik.
4. Trafo
Trafo berfungsi untuk menurunkan tegangan atau menaikkan tegangan bolak-balik.
5. 
Kabel jumper
Kabel jumper Kabel jumper berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian
III.1.2 Bahan
Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini yaitu :
1. 
Resistor
Resistor Resistor berfungsi sebagai pembagi arus, sebagai penurun tegangan, pembagi tegangan dan sebagai penghambat aliran arus listrik.
2. Kapasitor
Kapasitor berfungsi sebagai penyimpan energi listrik, menghindari loncatan bunga api listrik pada rangkaian yang menggunakan kumparan dan untuk memilih gelombang pada pesawat penerima radio.
3. 
Diode bridge
Diode bridgeDiode bridge berfungsi sebagai penyearah pada power supply.
4. IC, berfungsi sebagai penstabil dan pengatur tegangan.
III.2 PROSEDUR PERCOBAAN
Adapun prosedur yang dilakukan dalam praktikum ini, yaitu:
1. Merancang rangkaian
Merangkaikan catu daya seperti gambar berikut:
2. Memasang komponen dan bahan
a. Catu daya keluaran ± XX volt
ü Memasang dioda cuprox pada PCB yang telah ditentukan. Jangan sampai terbalik.
ü Memasang kapasitor C1 dan C2 = 2200 µF/25 V, dengan menggunakan solder.
ü Memasang regulator 78XX pada kutub positif, dan 79XX pada kutub negatif.
ü Memasang kapasitor C3 dan C4 = 100 nF dengan menggunakan solder.
ü Memasang kabel merah untuk keluaran positif (+) dan kabel hitam untuk keluaran (-) dan kabel kuning untuk Ground (GND). Ini adalah keluaran ± XX V
b. Untuk catu daya dengan pengaturan zener
ü Memasang resistor sesuai dengan perancangan.
ü Memasang dioda zener
ü Memasang kabel merah untuk keluaran positif dan kabel hitam untuk keluaran negatif.
Menghubungkan output trafo 12 volt dengan dioda cuprox jangan sampai terbalik dan CT dengan ground pada rangkaian
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 Hasil
Tabel pengamatan
| C1(μF) | C2(μF) | C3(μF) | C4(μF) | IC1 | IC2 |
| 470 | 470 | 2200 | 2200 | 7812 | 7912 |
Vout (+) = + 12 volt
Vin(-) = - 12 volt
Foto hasil
Dari percobaan ini, kami mendapatkan hasil:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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.I KESIMPULAN
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa:
§ Catu daya suatu sistem filter penyearah (rectifier-filter) yang mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC murni.
§ Kuat arus pada suatu rangkaian berbanding terbalik antara hambatan dan tegangan:
I = 
§ Prinsip kerja dari catu daya dapat digambarkan sebagai berikut:
Input AC→PenurunTegangan→Penyearah→Filter→Penstabil→Output DC
V.2 SARAN
Adapun saran untuk laboratorium dan asisten, sebagai berikut :
V.2.1 Saran Untuk Laboratorium
1. Ruang laboratorium terlalu sempit untuk digunakan oleh kami, sehingga kami tidak dengan leluasa bergerak. Sirkulasi udaranyapun kurang bagus, udara yang panas mengganggu jalannya praktikum karena kurangnya konsentraasi.
2. Peralatan yang digunakan sebagai penunjang praktikum masih sangat kurang memadai. Alat-alat yang digunakan banyak yang sudah tidak layak pakai, sehingga seringkali mengganggu jalannya praktikum, dan mungkin saja bisa mengancam keselamatan.
V.2.2 Saran Untuk Asisten
Asisten sudah termasuk kategori asisten terbaik yang pernah menjadi asisten kami. Terima kasih.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2011.http:// belajar-elektronika/search/rangkaian-catu-daya. Diakses pada tanggal 1 November 2011. Pukul 12.23
Anonim,2011.http://duniaelektronika.blogspot.com/. Diakses pada tanggal 1 November 2011. Pukul 12.23.
Anomim,2011.http://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/05/rangkaian-sederhana-power-supply12-v.html.diakses pada tanggal 1 November 2011. Pukul 13,58
Anonim,2011.http://google.com/catu-daya.html.diakses pada tanggal 1 November 2011.
