LAPORAN TUGAS MANDIRI

ELEKTRONIKA DASAR

“MEMBUAT CATU DAYA”

oleh,

RATIH ANGGITANINGRUM (37910)

PRISKA ARISTA WINDIASTI (37926)

DIMAS ALDIANDRA ADRIANS (37867)

MUHAMMAD IBADURROHMAN (38046)

IMMER TOGARMA (38932)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN TEKNOLOGI INFORMASI

FT UGM2012

I. LANDASAN TEORIPenyedia daya terkendali (catu daya) merupakan rangkaian yang berfungsi untuk mengkonversi atau mengubah arus atupun tegangan AC menjadi arus atau tegangan DC. Ada dua jenis catu daya, yaitu catu daya linier dan catu daya switching. Adapun dasar catu daya terbentuk dari empat grup rangkaian. Keempat grup rangkaiaan tersebut yaitu transformator (trafo), rectifier (penyearah gelombang), filter, serta voltage regulator.Setelah mengetahui apa itu penyedia daya maka perlu diketahui pula tentang penyearah gelombang. Penyearah gelombang (rectifier) mempunyai 2 bentuk dasar yaitu half-wave rectifier (penyearah setengah gelombang), full-wafe rectifier (penyearah gelombang penuh), termasuk di sini bridge rectifier( penyearah gelombang penuh dengan sebuah jembatan).i. Penyearah Setengah Gelombang Tanpa Kapasitor

Apabila satu dioda dirangkai seri dengan kumparan sekunder maka terdapat rangkaian seperti gambar di bawah ini :

+

-

Input pada rangkaian tersebut adalah arus bolak balik (alternating current). Dan dihasilkan output arus searah (direct current), karena hanya menggunakan 1 buah dioda. Dioda tersebut berfungsi sebagai penyearah. Dioda akan dibias maju (forward bias) ketika voltase positif trafo di atas dan voltase negatif di bawah sehingga akan ada arus dari dioda melalui beban kembali ke trafo. Ketika voltase negatif trafo di atas dan voltase positif di bawah, maka dioda dibias balik (reverse bias) dan tidak ada arus yang mengalir. Kalau voltase output diukur, maka akan terdapat hubungan voltase terhadap waktu seperti gambar di bawah :

V

t

= Voltase input .= Voltase keluaran kalau memakai dioda saja

Dengan Kapasitor

Apabila satu dioda dirangkai seri dengan kumparan sekunder dan satu kondensator dirangkai paralel dengan beban maka terdapat rangkaian seperti di bawah ini :

+

-

Kalau kondensator penghalus dipasang maka ketika voltase positif trafo di atas, kondensator akan diisi oleh arus yang mengalir dari trafo lewat dioda dan kondensator. Memang sebagian arus dari trafo akan lewat hambatan juga, tetapi biasanya bagian yang lewat kondensator lebih besar. Ketika voltase pada kondensator lebih besar daripada voltase positif trafo, maka dioda dibias balik (dioda dalam keadaan tutup) sehingga tidak ada arus dari trafo. Dalam situasi ini, arus mengalir dari kondensator melalui beban sehingga muatan pada kondensator semakin berkurang dan voltase pada kondensator akan turun. Kecepatan penurunan voltase pada kondensator tegantung dari besar kapasitansi kondensator dan besar arus yang mengalir dalam beban. Apabila kapasitansi kondensator besar, maka voltase turun pelan, karena terdapat banyak muatan per voltase. Kalau arus dalam beban besar, maka voltase turun dengan cepat, karena bayak muatan per waktu yang keluar dari kondensator. Bentuk voltase pada keluaran sebagai berikut :

V

t

= Voltase input = Voltase keluaran kalau memakai dioda saja (tanpa kapasitor) = Voltase keluaran dari dioda dengan kapasitor (voltase riak)

ii. Penyearah Gelombang PenuhDalam penyearah gelombang penuh, bagian gelombang dengan voltase negatif yang tidak dimanfaatkan dalam penyearah setengah gelombang dipakai juga sehingga waktu antara dua pengisian kondensator menjadi jauh lebih kecil. Tanpa KapasitorRangkaian ini memakai empat dioda dalam skema rangkaian, disebut juga jembatan dioda. Adapun gambar rangkaiannya sebagai berikut :

Ketika voltase positif trafo di atas, maka dioda D1 dan D4 dibias balik atau dalam keadaan tutup dan dioda D3 dan D2 akan dibias maju atau dalam keadaan buka. Dalam situasi ini arus mengalir dari trafo melalui dioda D3 ke beban kemudian kembali ke trafo melalui dioda D2. Berarti keluaran yang ditandai dengan ‘+” merupakan sambungan positif dari sumber daya. Ketika voltase pada trafo membalik dan menjadi negatif di atas, maka dioda D2 dan D3 akan di bias balik atau dalam keadaan tutup, dioda D1 dan D4 dibias maju atau dalam keadaan buka, maka arus mengalir dari trafo melalui dioda D4 ke beban kemudian kembali ke trafo melalui dioda D1. Berarti keluaran yang ditandai “+” juga dalam situasi ini tetap merupakan sambungan positif dari sumber daya ini.Apabila digambarkan bentuk voltasenya :

V

t

= Voltase input = Voltase keluaran kalau memakai dioda saja

Grafik gambar di atas menunjukkan voltase keluaran dari trafo dimana voltase negatif dicerminkan ke atas menjadi voltase positif. Pencerminan voltase ini disebabkan oleh dioda-dioda yang selalu membukakan jalur untuk arus sehingga arus keluar pada keluaran “+”, berarti pada “+” selalu terdapat voltase positif. Dengan KapasitorSusunan rangkaiannya sama seperti susunan rangkaian di atas, hanya saja pada susunan rangkaian ini di tambah kondensator yang dirangkai paralel dengan beban. Gambar rangkaiannya sebagai berikut :

Ketika voltase positif trafo di atas, maka dioda D1 dan D4 dibias balik atau dalam keadaan tutup dan dioda D3 dan D2 akan dibias maju atau dalam keadaan buka. Dalam situasi ini arus mengalir dari trafo melalui dioda D3 ke kondensator dan keluar melalui beban, kemudian kembali ke trafo melalui dioda D2. Berarti keluaran yang ditandai dengan ‘+” merupakan sambungan positif dari sumber daya ini. Ketika voltase pada trafo membalik dan menjadi negatif di atas, maka dioda D2 dan D3 akan di bias balik atau dalam keadaan tutup, dioda D1 dan D4 dibias maju atau dalam keadaan buka, maka arus mengalir dari trafo melalui dioda D4 ke kondensator dan keluar melalui beban, kemudian kembali ke trafo melalui dioda D1. Berarti keluaran yang ditandai “+” juga dalam situasi ini tetap merupakan sambungan positif dari sumber daya ini.Ketika voltase dari jembatan dioda lebih besar daripada voltase pada kondensator , maka kondensator diisi oleh arus dari trafo dan besar voltase keluaran yang sama dengan voltase pada kondensator yang naik. Pada waktu voltase dari jembatan dioda lebih kecil daripada voltase kondensator, maka semua dioda dibias balik

atau dalam keadaan tutup sehingga tidak ada arus dari trafo. Dalam situasi ini terdapat arus dari kondensator yang masuk ke dalam beban sehingga voltase keluaran (voltase kondensator) turun.Apabila digambarkan bentuk voltasenya :

V

t

Jadi secara keseluruhan, rangkaian ini merupakan rangkaian penyearah bersama dengan kondensator sebagai tapis penghalus, secara singkat biasa disebut sebagai filter rectifier atau tapis penyearah.

II. ALAT DAN BAHAN1. Transformator2. Dioda 53993. Resistor :

10 K Ω 470 Ω

4. Kapasitor : 2200 µ F, 10 V 1100 µ F, 10 V

5. IC Regulator6. LED7. PCB lubang8. Jumper9. Kabel stack

III. GAMBAR RANGKAIAN DAN ANALISA