A. Pengertian
dan Fungsi Power Supply
Adaptor
adalah perangkat elektronik yang dapat merubah tegangan listrik (AC) yang
tinggi menjadi tegangan listrik (DC) yang rendah, tetapi ada juga adaptor yang
dapat merubah tegangan listrik yang rendah menjadi tegangan listrik yang
tinggi. Adaptor, accumulator (aki), dan baterai merupakan salah satu contoh
penyuplai daya (Power supply). Keuntungan dari adaptor dibanding dengan baterai
maupun accumulator adalah sangat praktis berhubungan dengan ketersediaan
tegangan, karena adaptor dapat di ambil dari sumber tegangan AC yang ada di
rumah, dimana pada zaman sekarang ini setiap rumah sudah menggunakan listrik.
Selain itu, adaptor mempunyai jangka waktu yang tidak terbatas jika ada
tegangan AC, tegangan AC ini sudah merupakan kebutuhan primer dalam kehidupan
manusia.
Fungsi Power Supply
sangat vital, karena powersupply merupakan pembagi arus untuk semua perangkat.
Power supply berfungsi untuk mengubah tegangan dari arus AC menjadi tegangan
DC, itu di karenakan perangkat - perangkat hanya dapat beroperasi dengan arus
DC.
B. Bagian – Bagian
Power Supply
B.1 Transformator
Transformator
atau transformer atau trafo adalah komponen elektromagnet yang dapat
mengubah taraf suatu tegangan AC ke taraf
yang lain. Menaikkan maupun menurunkan. Untuk menaikkan menggunakan menggunakan
transformator step up sedangkan untuk menurunkan tegangan menggunakan
transformator step down.
Transformator
step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak
daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan.
Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik
tegangan yang dihasilkan generator
menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh. Transformator step-down memiliki lilitan
sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai
penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptorAC-DC. Transformator bekerja berdasarkan prinsip induksielektromagnetik.
Tegangan masukan bolak-balik yang membentangi primer menimbulkan fluks magnet yang idealnya semua bersambung
dengan lilitan sekunder. Fluks
bolak-balik ini menginduksikan GGL dalam lilitan sekunder. Jika efisiensi sempurna, semua
daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder. Dengan kata
lain, hubungan antara tegangan primer dengan tegangan sekunder ditentukan oleh
perbandingan jumlah lilitan primer dengan lilitan sekunder. Karena adanya
kerugian pada transformator. Maka efisiensi transformator tidak dapat mencapai
100%. Untuk transformator daya frekuensi rendah, efisiensi bisa mencapai 98%.
B.2 Dioda
Dioda adalah
komponen elektronika yang terdiri dari dua elektroda, yakni anoda dan katoda. Kata “dioda” adalah sebuah kata majemuk
yang berarti “dua elektroda”, dimana “di” berarti dua dan “oda” yang berarti
elektroda. Jadi dioda adalah dua lapisan elektroda N (katoda) dan lapisan P
(anoda), dimana N berarti negatif dan P adalah positif. Dioda merupakan
komponen yang paling sederhana pada keluarga semikonduktor. Bentuk dioda ini
sejenis vacuum tube yang memiliki dua buah elektroda yang terbuat dari bahan
semikonduktor.
Fungsi dioda paling
umum adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah
(disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya
(disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi
elektronik dari katup pada transmisi cairan dimana katup akan terbuka
jika ada air yang mengalir dari belakang katup menuju ke depan, sedangkan katup
akan menutup oleh air yang mengalir dari depan menuju ke belakang. Fungsi dioda
yang lainnya adalah sebagai penyearah sinyal tegangan AC menjadi sinyal DC.
Untuk dapat digunakan sebagai penyearah setengah gelombang Anda bisa
menggunakan sebuah dioda. Namun jika ingin menjadi penyearah gelombang penuh,
Anda harus menggunakan 4 buah dioda yang dirangkai seperti jembatan atau dengan
menggunakan 2 buah dioda dengan trafo yang memiliki center tap (CT).
B.3 Kapasitor
Kapasitor
merupakan salah satu komponen elektronika yang sangat penting fungsinya.
Pengertian kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan
melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Selain itu, kapasitor juga dapat
berfungsi sebagai penyaring frekuensi. Kapasitor memiliki berbagai macam
ukuran dan bentuk tergantung dari kapasitas, tegangan kerja dan faktor lainnya
yang berpengaruh. Kapasitor sering disebut juga dengan kondensator.
Fungsi
kapasitor untuk menyimpan muatan listrik disebut dengan kapasitansi atau
kapasitas. Kapasitor memiliki simbol C (Capasitor) sedangkan fungsi kapasitor
dalam menyimpan muatan listrik disimbolkan oleh F (Farad). Disimbolkan dengan
Farad karena yang menemukan kapasitor adalah Michael Faraday (1791 – 1867).
Bentuk kapasitor adalah dua buah lempengan logam yang saling sejajar dan
diantara dua lempengan tersebut terdapat bahan isolator yang disebut dengan dielektrik.
Dielektrik ini adalah bahan yang bisa mempengaruhi nilai kapasistansi
kapasitor. Bahan dielektrik pun bermacam-macam, bisa terbuat dari mika, film,
kertas, udara, gelas, vakum, keramik, dan sebagainya. Dengan adanya dielektrik
ini, kapasitor dapat dibedakan antara kapasitor yang satu dengan yang lainnya. Fungsi
kapasitor antara lain :
Sebagai
filter atau penyaring, biasanya digunakan pada sistem radio, TV, amplifier dan
lain-lain. Filter pada radio digunakan untuk menyaring (penghambatan)
gangguan-gangguan dari luar.
- Sebagai
kopling, kapasitor sebagai kopling ( penghubung ) amplifier tingkat rendah
ketingkat yang lebih tinggi.
- Pada lampu
neon, fungsi kapasitor untuk penghemat daya listrik
- Dalam
rangkaian antena, fungsi kapasitor sebagai pembangkit frekuensi
B.4 IC Regulator
IC regulator
tegangan berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. IC
regulator tegangan secara garis besar dapat dibagi menjadi dua, yakni regulator
tegangan tetap (3 kaki) dan regulator tegangan yang dapat diatur (3 kaki dan
banyak kaki). Kaki di sini menyatakan terminal IC. IC regulator tegangan tetap
(3 kaki) yang sekarang ini populer adalah seri 78 untuk tegangan positif dan
seri 79 untuk tegangan negatif. Regulator seri 78 tersedia dalam beberapa
variasi tegangan keluaran mulai dari 5 volt sampai 24 volt, seperti 7805,
7806,7808, 7810, 7815, 7818, dan 7824. Besarnya tegangan keluaran IC seri 78
atau 79 ini dinyatakan dengan dua angka terakhir dari serinya. Contoh IC 7805
adalah regulator tegangan positif dengan tegangan keluaran 5 Volt. IC 7915 adalah
regulator tegangan negative dengan tegangan -15 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 variabel positif dan LM337 untuk regulator variabel
negatif. Hanya saja perlu diketahui supaya rangkaian regulator dengan IC
tersebut bisa bekerja, tenganganinput harus lebih besar dari tegangan output
regulatornya. Biasanya perbedaan tegangan Vin terhadap Vout yang
direkomendasikan ada di dalam datasheet komponen tersebut. Pemakaian heatshink
(aluminium pendingin) dianjurkan jika komponen ini dipakai untuk men-catu arus
yang besar. Di dalam datasheet komponen seperti ini maksimum bisa dilewati arus
mencapai 1 A.
C. POWER SUPPLY
SIMETRIS
Skema Power
supply simetris
pada percobaan kali ini
akan membuat power suplly linear dengan output simetris +12 VDC dan Ground -12
VDC. Skema diatas mengguakan IC regulator 7812 dan 7912 sebagai pembatas
tegangannya.
D. Analisis
Rangkaian
Rangkaian
power supply ini pada dasarnya mengubah tegangan AC 12 menjadi tegangan DC +12
V dan ground -12V. tahapan – tahapan analisa pad rangkaian diatas adalah
sebagai berikut:
Dioda. Pada
bagian ini merupakan awal dari proses dalam adaptor ini jika mengabaikan
penurun tegangan pada transformator. Input tegangan AC dirubah menjadi DC,
namun di sini tegangan DC yang dihasilkan belum murni. Sehingga gelombang yang
dihasilkan belum lurus seperti pada tegangan DC murni. Untuk lebih jelas gambar
gelombang bisa dilihat pada simulasi berikut.
|
Bentuk
Gelombang Sebelum Masuk Dioda
|
|
Bentuk
Gelombang Setelah Keluar dari Dioda
|
Pada saat
dioda mendapatkan tegangan (+) dari sumber, maka tegangan akan dilewatkan
sehingga dapat terbaca sebagai tegangan + pada osiloskop. Sedangkan ketika
mendapat tegangan (-), dioda akan mengubahnya menjadi tegangan +, sehingga
gelombang yang seharusnya lembah (pada gelombang sinus) diubah menjadi bukit
pada outputdioda tersebut. Dan pada simulasi diatas adalah simulasi pengukuran
ketika tegangan + dan – dijumlahkan. Apabila ingin mengetahui gelombang pada
tegangan + adalah setengah dari amplitudo diatas, karena sesungguhnya apabila
tegangan AC seimbang maka diperoleh seimbang pula pada outputdioda.
Apabila ingin
mengetahui gelombang tegangan negatif maka sama dengan gombang tegangan +,
hanya saja perbedannya jika + gelombang diatas titik nol V, kalau tegangan –
gelombang dibawah titik nol V.
|
Tegangan Output Dioda |
Pada
tegangan outputdioda tidak dapat sesuai dengan tegangan sumber karena dioda
yang digunakan merupakan bukan dioda ideal, sehingga terjadi pemotongan
tegangan oleh dioda.
Capasitor
(Elco) 1000uF/25V pada tahap
ini tegangan yang keluar dari dioda kemudian dikirimkan ke kapasitor ini. Elco
1000uF/25V ini dirangkai secara paralel dengan output dari dioda (lihat skema).
Pada
kapasitor ini tegangan mengalami pemurnian. Sehingga didapatkannya tegangan DC
yang benar – benar murni tanpa terdapat
ripple. Semakin besar kapasitansi pada kapasitor maka ripple yang ada semakin
kecil. Dan untuk percobaan pada kali ini kita memakai elco 1000uF yang mana
dapat kita lihat gelombangnya seperti gambar simulasi berikut:
|
Gambar Gelombang Setelah Raingkaian Menggunakan Capasitor |
Pada gambar
diatas garis merah atas merjan channel A yang mana mengukur tegangan positif
dengan menghubungkan probe + ke tegangan + dan ground pada probe ke ground power
supply. Sedangkan garis merah yang ada dibawah adalah channel B yang mana
mengukur tegangan negatif dengan menghubungkan + probe ke tegangan – dan
groundprobe ke ground power supply. Sehingga dapat kita peroleh tegangan murni
DC seperti yang ditunjukkan pada simulasi diatas yaitu tegangannya konstan
(lurus).
|
Tegangan
saat di elco
|
Nilai
tegangan yang terdepat pada bagian ini jauh lebih besar yaitu kali √2 atau
senilai kali 1.4. Pada percobaan kali ini tegangan dari dioda yang keluar
sekitar 8 V sekarang menjadi 12,5 V setelah mengalami pengalian.
IC Regulator
berfungsi sebagai regulator tegangan. Yaitu akan memotong setiap tegangan yang masuk menjadi tegangan yang tertentu.
Syarat dari IC akan bekerja adalah jika tegangan input lebih besar dari
tegangan output nantinya. Dan sekarang yang kita gunakan saat ini adalah IC
7812 dn 7912. Artinya kita nanti akan mendapatkan output tegangan sebesar 12
VDC untuk IC 7812 dan -12 VDC untuk IC 7912. Sedangkan untuk gelombang yang
dihasilkan sama saja dengan sebelum masuk IC (masih di elco). Nanum pemotongan
tegangan itu sendiri tidak bisa tepat pada 12 V atau pun -12 V. Melainkan ada
naik turunnya, dan ini dipengaruhi oleh adanya toleransi dari setiap IC
regulator.
Dari
datasheet yang ada, IC 7812 dan 7912 ini memiiki batas toleransi antara 11,4 V
sampai 12,6 V untuk tegangan + yaitu IC7812 dan -11,4 V sampai -12,6 V untuk
tegangan – yaitu pada IC 7912.
|
Gambar
tegangan setelah IC regulator
|
Dari gambar
diatas dapat kita ketahui bahwa output dari IC regulator ini masih dalam batas
toleransi, yaitu 12,5 V yang mana batas atasnya adalah 12,6 V. Untuk arus
sendiri, output IC regulator ini adalah 1A. Jadi berapa pun arus yang
dimasukkan di sini nantinya tetap keluar sebesar 1 A.
Capasitor
10uF/25V, tak jauh
beda dengan kapasitor 1000uF sebelumnya, yaitu untuk menghilangkan ripple dari
tegangan DC yang ada. Bedanya untuk yang 1000uF menghaluskan gelombang output
dari dioda sedangkan yang 10uF ini output IC regulator. Sama dengan sebelumnya,
dengan dipasangnya kapasitor ini maka output lebih halus dan tegangannya lebih
stabil. Di awal menggunakan 1000uF karena outputdioda lebih kasar sehingga
dibutuhkan kapasitansi yang lebih besar agar dapat halus. Sedangkan di belakang
menggunakan 10uF karena output IC regulator sudah cukup halus sehingga tidak
dibutuhkan capasitor yang terlalu besar.
E. Hasil Akhir
Seperti yang
telah kita bahas sebelumnya, hasil akhir dari powersupply ini adalah tegangan
simetris DC +12 V, grounddan -12V. Untuk lebih jelasnya dapat kita lihat hasil
simulasi berikut.
|
simulasi output final
|
F. KESIMPULAN
Dari hasil
praktikum yang sudah dilakukan didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
- Power supply
adalah alat untuk menurunkan tegangan dan mengubahnya dari AC ke DC.
- Dioda
berfungsi untuk menyearahkan gelombang / merubah dari AC ke DC, namun belum DC
murni.
- Capasitor
(elco) berfungsi sebagai pemurni tegangan dan sebagai penstabil tegangan.
- Outputdioda
yang dipasangi kapasitor akan naik tegangannya sebesar Vinput X √2.
- IC regulator
berfungsi memotong tegangan ke suatu tegangan tertentu.
- IC regulator
akan bekerja lebih baik jika V input lebih besar dari V output.
- Power supply
jenis linear / trafo ini memiliki ripple yang kecil sehingga cocok untuk
peralatan audio karena sedikit desis.
terima kasih atas penjelasan dioda half wave dan dioda full wavenya, vac input saya sekarang ouputnya sudah vdc, dan untuk gnd, resistor yang dipergunakan dikutub gnd limit yang diperbolehkan pln maksimal 5 ohm, everytime you see street you will remember me, would you remember me as i remember you, every moments with you is the sweetest one, google: terima kasih cinta- afgan.
BalasHapusterima kasih.. Penerangan yang baik dan bagus sebagai rujukan dalam menganalisis litar...teruskan berkongsikan ilmu-ilmu berkaitan..semoga anda sukses... Salam dari Malaysia..
BalasHapusSalam kenal,Mba Evi,sy mau tanya tentang ps simetris,sy sedang memperbaiki ps Sp aktif polytron,dimana teg out nya simetris, tapi setelah sy ukur teg b+ ground=28 v sedangkan b- ground 40v,standar nya 24v apakah psu nya masih masalah mba..kira apanya yaa
BalasHapusSalam kenal,Mba Evi,sy mau tanya tentang ps simetris,sy sedang memperbaiki ps Sp aktif polytron,dimana teg out nya simetris, tapi setelah sy ukur teg b+ ground=28 v sedangkan b- ground 40v,standar nya 24v apakah psu nya masih masalah mba..kira apanya yaa
BalasHapusMakasih atas ilmunya....
BalasHapusmakasih infonya ya gan
BalasHapus