LAPORAN PRAKTIKUM SISKOM ANALOG DAN DIGITAL

Modul 1

PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG

Nama : Tresna Widiyaman

NIM : 1305687

Kelompok : 8 (Delapan)

Hari : Selasa

Tanggal : 31 Maret 2015

Waktu : 08.00 – 12.00

Asisten : Aghnia Audina & M Yoga Perdana

LABOLATORIUM TELEKOMUNIKASI

DEPARTEMEN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

2015

I. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat :

1. Mengetahui prinsip penyearah setengah gelombang tanpa menggunakan

kapasitor.

2. Mengetahui prinsip penyearah setengah gelombang menggunakan kapasitor.

II. DASAR TEORI

Rangkaian penyearah setengah gelombang merupakan rangkaian penyearah sederhana

yang hanya dibangun menggunakan satu dioda saja, seperti diilustrasikan pada gambar

berikut ini.

Prinsip kerja dari rangkaian penyearah setengah gelombang ini adalah pada saat

setengah gelombang pertama (puncak) melewati dioda yang bernilai positif menyebabkan

dioda dalam keadaan ‘forward bias’ sehingga arus dari setengah gelombang pertama ini

bisa melewati dioda.

Pada setengah gelombang kedua (lembah) yang bernilai negatif menyebabkan dioda

dalam keadaan ‘reverse bias’ sehingga arus dan setengah gelombang kedua yang bernilai

negatif ini tidak bisa melewati dioda. Keadaan ini terus berlanjut dan berulang sehingga

menghasilkan bentuk keluaran gelombang seperti diperlihatkan pada gambar berikut ini.

Dari gambar di atas, gambar kurva ‘D1-anoda’ (biru) merupakan bentuk arus AC

sebelum melewati dioda dan kurva ‘D1-katoda’ (merah) merupakan bentuk arus AC yang

telah dirubah menjadi arus searah ketika melewati sebuah dioda.

Pada gambar tersebut terlihat bahwa ketika gelombang masukan bernilai positif, arus

dapat melewati dioda tetapi ketika gelombang masukan bernilai negatif, arus tidak dapat

melewati dioda. Karena hanya setengah gelombang saja yang bisa di searah-kan, itu

sebabnya mengapa disebut sebagai Penyearah Setengah Gelombang.

Rangkaian penyearah setengah gelombang ini memiliki kelemahan pada kualitas arus

DC yang dihasilkan. Arus DC rata-rata yang dihasilkan dari rangkaian ini hanya 0,318

dari arus maksimum-nya, jika dituliskan dalam persamaan matematika adalah sebagai

berikut;

= 0,318 .

Oleh sebab itu rangkaian penyearah setengah gelombang lebih sering digunakan

sebagai rangkaian yang berfungsi untuk menurunkan daya pada suatu rangkaian

elektronika sederhana dan digunakan juga sebagai demodulator pada radio penerima AM.

 Dioda jembatan

Sebuah jembatan dioda adalah pengaturan dari empat (atau lebih) dioda dalam

rangkaian jembatan konfigurasi yang menyediakan sama polaritas output baik untuk

polaritas input. Ketika digunakan dalam aplikasi yang paling umum, untuk konversi dari

arus bolak masukan (AC) menjadi arus searah output (DC), diketahui sebagai jembatan

penyearah . Sebuah penyearah jembatan menyediakan gelombang penuh perbaikan dari

input AC dua kawat, sehingga biaya lebih rendah dan berat dibandingkan dengan

penyearah dengan masukan 3-kawat dari transformator dengan pusat-mengetuk gulungan

sekunder. Menurut model konvensional dari arus aliran awalnya didirikan oleh Benjamin

Franklin dan masih diikuti oleh para insinyur paling hari ini, saat ini diasumsikan

mengalir melalui konduktor listrik dari positif ke kutub negatif. Pada kenyataannya,

elektron bebas dalam sebuah konduktor hampir selalu mengalir dari negatif ke kutub

positif. Pada kebanyakan aplikasi, bagaimanapun, arah aliran arus yang sebenarnya tidak

relevan. Oleh karena itu, dalam diskusi di bawah model konvensional dipertahankan.

Dalam diagram di bawah ini, ketika input terhubung ke sudut kiri dari berlian adalah

positif, dan input terhubung ke sudut kanan adalah negatif, arus mengalir dari terminal

pasokan bagian atas ke kanan sepanjang jalan (positif) merah untuk output , dan kembali

ke terminal pasokan yang lebih rendah melalui jalur (negatif) biru.

Ketika input terhubung ke sudut kiri adalah negatif, dan masukan yang tersambung ke

sudut kanan adalah positif, arus mengalir dari terminal pasokan atas ke kanan sepanjang

jalan (positif) merah untuk output, dan kembali ke terminal pasokan lebih rendah

melalui jalur (negatif) biru.

Dalam setiap kasus, output kanan atas tetap positif dan kanan bawah output negatif.

Karena ini adalah benar apakah input adalah AC atau DC, sirkuit ini tidak hanya

menghasilkan output DC dari masukan AC, juga dapat menyediakan apa yang kadang

disebut "perlindungan polaritas terbalik". Artinya, itu memungkinkan fungsi normal dari

DC bertenaga tetap saat baterai telah dipasang ke belakang, atau ketika lead (kawat) dari

sumber daya DC telah terbalik, dan melindungi peralatan dari kerusakan potensial

disebabkan oleh polaritas terbalik.

/

AC, setengah gelombang dan sinyal gelombang penuh diperbaiki.

Sebelum ketersediaan sirkuit terpadu , penyearah jembatan dibangun dari "komponen

diskrit", yaitu, dioda terpisah. Sejak sekitar tahun 1950, komponen empat terminal tunggal

yang berisi empat dioda terhubung dalam konfigurasi jembatan menjadi komponen

komersial standar dan sekarang tersedia dengan berbagai tegangan dan peringkat saat ini.

III. ALAT DAN BAHAN

1. Dioda 1N4007 1 buah

2. Resistor 10K 1 buah

3. Kapasitor :

a. 0.47 uF 1 buah

b. 4.7 uF 1 buah

c. 100 uF 1 buah

4. Voltmeter 1 buah

5. Osiloskop 1 buah

IV. LANGKAH PERCOBAAN

A. Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Tanpa Memori

1. Rangkai sirkuit seperti pada rangkaian tanpa menggunakan kapasitor.

2. Atur tegangan sampai 20V dan ukurlah dan menggunakan

voltmeter.

3. Ukurlah tegangan ripple menggunakan osiloskop.

4. Simulasikan ulang percobaan pada software EWB sebagai pembanding.

5. Tulis hasil percobaan pada tabel 1.

B. Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang dengan Menggunakan Kapasitor.

1. Rangkai sirkuit seperti pada gambar rangkaian menggunakan kapasitor.

2. Atur tegangan sampai 20V dan ukurlah menggunakan voltmeter

dengan nilai kapasitor yang bervariasi (0.47 µF , 4.7 µF , 100 µF).

3. Ukurlah tegangan ripple menggunakan osiloskop.

4. Simulasikan ulang percobaan diatas pada software EWB.

5. Tulis hasil percobaan pada tabel 2.

V. PERCOBAAN DAN DATA

- TABEL 1.

a. Pengukuran manual

(Volt) (Volt)

Voltmeter 10.27 4.17

Osiloskop 10 4

- Pada Osiloskop

= 4 div X 5 V/div = 20 Volt

= = = 10 Volt

- Pada Osiloskop

= 1.6 div X 5 V/div = 8 Volt

= = = 4 Volt

b. Pengukuran pada EWB

(Volt) (Volt)

Voltmeter 28.29 12.40

Osiloskop 40 20

- Pada Osiloskop

= 4 div X 20 V/div = 80 Volt

= = = 40 Volt

- Pada Osiloskop

= 2 div X 5 V/div = 40 Volt

= = = 20 Volt

- TABEL 2.

a. Pengukuran manual

C (µF) (Volt) ( ) F (kHz)

0.47 7.70 1 1

4.7 7.75 0.1 1

100 7.75 0.01 1

b. Pengukuran pada EWB

C (µF) (Volt) ( ) F (kHz)

0.47 38.39 1

4.7 38.35 1

100 38.58 1

VI. ANALISIS

- TABEL 1

Pengukuran rangkaian menggunakan Voltmeter, = 10.27

Pengukuran rangkaian menggunakan Voltmeter, = 4.16

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Osiloskop,

- V1

Vpp = 4 div x 5v = 20vpp

Vmax = 10v

- V2

Vpp = 1.6 div x 5v = 8vpp

Vmax = 4v

- TABEL 2

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Voltmeter, Kapasitor 0.47 uF

V2 = 7.70 V

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Voltmeter, Kapasitor 4.7 uF

V2 = 7.75 V

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Voltmeter, Kapasitor 100 uF

V2 = 7.75 V

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Osiloskop, Kapasitor 0.47 uF

1 div x 1 v/div = 1 V

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Osiloskop, Kapasitor 4,7 uF

1 div x 0,1 v/div = 0,1 V

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Osiloskop, Kapasitor 100 uF

0,1 div x 0,1 v/div = 0,01 V

SIMULASI MENGGUNAKAN EWB

- TABEL 1

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Voltmeter, V1 = 28.29 v

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Voltmeter, V2 = 12.38 v

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Oscillocop,

V1 = 1,4 x 50 v/div = 70 vpp

Vmax = 70 / 2 = 35 v

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Oscillocop,

V1 = 0,7 x 50 v/div = 35 vpp

Vmax = 35 / 2 = 17,5 v

- TABEL 2

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Voltmeter, Menghitung V2 0.47 uF

= 38,39v

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Voltmeter, 4.7 uF = 38.38v

Pengukuran rangkaian setengah gelombang menggunakan Voltmeter, 0100 uF = 38.35 v

Menghitung Ripple (vpp) menggunakan osciloscop, 0.47 uF

Vpp = 0,1 x 5 volt/div = 1 Vpp

Menghitung Ripple (vpp) menggunakan osciloscop, 4.7 uF

Vpp = 0 x 5volt/div = 0 Vpp

Menghitung Ripple (vpp) menggunakan osciloscop, 100 uF

Vpp = 0 x 5 volt/div = 0 Vpp

I. Grafik

- V2

- Vpp

VII. KESIMPULAN

Jadi penyearah setengah gelombang yang menggunakan kapasitor memiliki hasil tegangan

yang disearahkan lebih besar dibandingkan tidak menggunakan kapasitor walaupun tegangan

inputnya sama, serta pengukuran menggunakan manual dan menggunakan simulasi memiliki

hasil yang jauh berbeda walaupun input dan rangkaiannya juga sama.

VIII. TUGAS

1. Bagaimana menghitung nilai yang ditunjukkan oleh voltmeter jika nilai yang

ada adalah hasil pengukuran dengan osiloskop?

Jawab:

Kita bisa menggunakan rumus Vpp = Div vertical x V div atau dapat melihat

langsung osiloskop (osiloskop digital).

2. Apakah tegangan DC yang dihasilkan tergantung pada hasil kapasitor?

Jawab:

Jika kapasitor dipasang tegangan DC, maka arus akan sama dengan nol

sehingga kapasitor menjadi rangkaian terbuka (open circuit) untuk tegangan

DC dan dapat menyimpan energi dalam bentuk medan listrik saja tidak

mempengaruhi besar atau kecilnya nilai arus DC yang dihasilkan.

3. Apa hubungan antara tegangan ripple dan kapasitor?

Jawab: V = I T/ C

Jadi jika arus beban semakin besar maka ripple akan semakin besar pua,

tegangan ripple akan semakin kecil sehingga mendekati DC murni.

4. Mengapa frekuensi ripple 50 Hz?

Jawab:

Karena tegangan yang diberikan oleh PLN yaitu 220 V dan memiliki frekuensi

50 Hz

IX. REFERENSI

http://ndriewyadika.blogspot.com/