Elektronika: Laporan Tugas Power Supply

LAPORAN TUGAS

PEMBUATAN POWER SUPPLY

UNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH

yang dibina oleh Ibu Andriana Kusuma Dewi

Nama Asisten :

Muhailmi Istiana 130534608390

Yayan Kristiawan 130534608363

oleh :

Rara Wicaksono Muflikhana 140534601413

PRODI S1 PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

2014

A. Tujuan

· Mengetahui cara kerja Power Supply

· Mengetahui fungsi fungsi komponen pada power supply

· Mengetahui cara mengukur dan memasang komponen power supply

· Mampu membuat Power Supply secara sederhana

· Mengetahui aplikasi, dan prinsip kerja dari Power Supply.

· Mampu menjelaskan bagian – bagian Power Supply

· Mampu mengidentifikasi jenis – jenis Power Supply

B. Dasar Teori

· 1. Power Supply

         Sebuah perangkat yang memasok energi listrik untuk satu atau lebih beban listrik atau alat atau sistem
   yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik atau bentuk energi jenis apapun yang sering digunakan
   untuk menyalurkan energi listrik. Istilah ini paling sering diterapkan ke perangkat yang mengkonversi
         salah satu bentuk energi listrik yang lain, meskipun mungkin juga merujuk ke perangkat yang
         mengkonversi energi bentuk lain (misalnya, mekanis, kimia, surya) menjadi energi listrik.

     Sebuah catu daya diatur adalah salah satu yang mengontrol tegangan output atau saat ini untuk nilai
   tertentu, nilai dikendalikan mengadakan hampir konstan, meskipun variasi baik dalam beban arus atau
tegangan yang diberikan oleh sumber energi satu daya. Secara prinsip rangkaian power supply adalah
menurunkan tegangan AC , menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi DC ,menstabilkan tegangan
        DC. Pada dasarnya power supply termasuk dari bagian power conversion. Power conversion terdiri
        dari tiga macam :

1. AC/DC power supply

2. DC/DC converter

3. DC/AC inverter Power supply untuk PC sering juga disebut PSU (Power Supply Unit) PSU termasuk power conversion AC/DC.

Fungsi utamanya mengubah listrik arus bolak balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik ( di Indonesia, PLN) menjadi arus listrik searah (DC)yang dibutuhkan oleh komponen pada PC.Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi berikut ini :

a. Rectification: konversi input listrik AC menjadi DC.

b. Voltage Transformation : memberikan keluaran tegangan / voltage DC yang sesuai dengan yang dibutuhkan.

c. Filtering : menghasilkan arus listrik DC yang lebih "bersih", bebas dari ripple ataupun noise listrik yang lain

d. Regulation : mengendalikan tegangan keluaran agar tetap terjaga, tergantung pada tingkatan yang diinginkan, beban daya, dan perubahan kenaikan temperatur kerja juga toleransi perubahan tegangan daya input

e. Isolation : memisahkan secara elektrik output yang dihasilkan dari sumber input

f. Protection : mencegah lonjakan tegangan listrik (jika terjadi), sehingga tidak terjadi pada output, biasanya dengan tersedianya sekering untuk auto shutdown jika hal terjadi.

·         2. Transistor
             Alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung
   (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi
         semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET),
         memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur centimeter)

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.

Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

·        3. Potensiometer
Resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel.
Jika hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal tetap dan terminal geser), potensiometer
            berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat. Potensiometer biasanya digunakan untuk
                mengendalikan peranti elektronik seperti pengendali suara pada penguat. Potensiometer yang
               dioperasikan oleh suatu mekanisme dapat digunakan sebagai transduser, misalnya sebagai sensor
joystick.

1. Elemen resistif

2. Badan

3. Penyapu (wiper)

4. Sumbu

5. Sambungan tetap #1

6. Sambungan penyapu

7. Cincin

8. Baut

9. Sambungan tetap #2

Potensiometer jarang digunakan untuk mengendalikan daya tinggi (lebih dari 1 Watt) secara langsung. Potensiometer digunakan untuk menyetel taraf isyarat analog (misalnya pengendali suara pada peranti audio), dan sebagai pengendali masukan untuk sirkuit elektronik. Sebagai contoh, sebuah peredup lampu menggunakan potensiometer untuk menendalikan pensakelaran sebuah TRIAC, jadi secara tidak langsung mengendalikan kecerahan lampu.

Potensiometer yang digunakan sebagai pengendali volume kadang-kadang dilengkapi dengan sakelar yang terintegrasi, sehingga potensiometer membuka sakelar saat penyapu berada pada posisi terendah.

4. Dioda bridge
Sebuah komponen elektronika semikonduktor yang berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik (AC). Disebut dioda bridge karena didalam komponen ini terdapat empat buah dioda yang dihubungkan saling bertemu satu sama lain (bridge rectifier/penyearah jembatan).

Dioda bridge merupakan penyearah arus bolak-balik satu gelombang penuh, jadi akan dihasilkan tegangan DC (searah) yang lebih baik, yang cenderung memiliki noise rendah. Saat ini, dioda bridge banyak digunakan pada perangkat-perangkat elektronika modern, karena memang memiliki kinerja yang baik.

· 5. Transformator atau yang biasa kita kenal dengan trafo

Komponen elektronika yang berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik. Dengan demikian fungsi transformator ini sangat diperlukan sekali dalam sebuah sistem/rangkaian elektronika. Di sini transformator berperan dalam menyalurkan tenaga atau daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan yang rendah atau sebaliknya, namun dengan frekuensi yang sama. Oleh karena itu pula transformator merupakan piranti listrik yang termasuk ke dalam golongan mesin listrik statis.

Gambar Ilustrasi Pengertian & Fungsi Transformator

Transformator ini berbentuk empat persegi panjang dimana di dalamnya terdapat susunan pelat baja berbentuk huruf E. Transformator terbuat dari bahan kawat tembaga (email) berukuran kecil yang melilit pelat tersebut yang membentuk lilitan primer dan lilitan sekunder.

Transformator bekerja berdasarkan prinsip kerja induksi elektromagnetik. Dimana apabila terjadi suatu perubahan fluks magnet pada kumparan primer, maka akan diteruskan ke kumparan sekunder dan menghasilkan suatu gaya gerak listrik (ggl) induksi dan arus induksi. Nah,agar selalu terjadi perubahan fluks magnet, maka arus yang masuk (input) ini harus berupa arus bolak balik (AC).

Di dalam perkembangannya terdapat bermacam-macam jenis transformator atau trafo dan mempunyai berbagai fungsi, diantaranya :

· Trafo ( Transformator ) Adaptor

· Trafo ( Transformator ) IF ( Frekuensi Menengah )

· Trafo Step Up / Step Down

· Trafo OT ( Out Put )

Berikut ini contoh fungsi transformator yang diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari :

· Trafo step up, Fungsi transformator ini digunakan untuk menaikkan tegangan AC, trafo jenis ini dipakai dalam rangkaian-rangkaian pembangkit tegangan pada perangkat elektronika seperti trafo inverter monitor LCD, trafo inverter TV, dll.

· Trafo step-down adalah kebalikannya, fungsi transformator ini untuk menurunkan tegangan AC, contoh pemakaiannya pada adaptor.

· 6. Pencatu Daya (power supply)

Sebuah piranti elektronika yang berguna sebagai sumber daya untuk piranti lain, terutama daya listrik. Pada dasarnya pencatu daya bukanlah sebuah alat yang menghasilkan energi listrik saja, namun ada beberapa pencatu daya yang menghasilkan energi mekanik, dan energi yang lain.

Pencatu daya terbagi atas 2 macam:

Pencatu daya tak distabilkan merupakan jenis pencatu daya yang paling sederhana. Pada pencatu daya jenis ini, tegangan maaupun arus keluaran dari pencatu daya tidak distabilkan, sehingga berubah-ubah sesuai keadaan tegangan masukan dan beban pada keluaran. Pencatu daya jenis ini biasanya digunakan pada peranti elektronika sederhana yang tidak sensitif akan perubahan tegangan.
Pencatu jenis ini juga banyak digunakan pada penguat daya tinggi untuk mengkompensasi lonjakan tegangan keluaran pada penguat.

Pencatu daya distabilkan pencatu jenis ini menggunakan suatu mekanisme loloh balik untuk menstabilkan tegangan keluarannya, bebas dari variasi tegangan masukan, beban keluaran, maupun dengung. Ada dua jenis kalang yang digunakan untuk menstabilkan tegangan keluaran, antara lain:

· Pencatu daya linier, merupakan jenis pencatu daya yang umum digunakan. Cara kerja dari pencatu daya ini adalah mengubah tegangan AC menjadi tegangan AC lain yang lebih kecil dengan bantuan transformator. Tegangan ini kemudian disearahkan dengan menggunakan rangkaian penyearah tegangan, dan di bagian akhir ditambahkan kondensator sebagai penghalus tegangan sehingga tegangan DC yang dihasilkan oleh pencatu daya jenis ini tidak terlalu bergelombang. Selain menggunakan diode sebagai penyearah, rangkaian lain dari jenis ini dapat menggunakan regulator tegangan linier sehingga tegangan yang dihasilkan lebih baik daripada rangkaian yang menggunakan diode. Pencatu daya jenis ini biasanya dapat menghasilkan tegangan DC yang bervariasi antara 0 - 60 Volt dengan arus antara 0 - 10 Ampere.

· Pencatu daya Sakelar, pencatu daya jenis ini menggunakan metode yang berbeda dengan pencatu daya linier. Pada jenis ini, tegangan AC yang masuk ke dalam rangkaian langsung disearahkan oleh rangkaian penyearah tanpa menggunakan bantuan transformer. Cara menyearahkan tegangan tersebut adalah dengan menggunakan frekuensi tinggi antara 10KHz hingga 1MHz, dimana frekuensi ini jauh lebih tinggi daripada frekuensi AC yang sekitar 50Hz.

Pada pencatu daya sakelar biasanya diberikan rangkaian umpan balik agar tegangan dan arus yang keluar dari rangkaian ini dapat dikontrol dengan baik.

7. Kapasitor

Fungsi kapasitor dalam komponen elektronika adalah sebagai penyimpan muatan listrik, selain fungsi tersebut kapasitor juga dapat digunakan sebagai penyaring frekuensi. Dalam muatan listrik terdapat kapasitas penyimpanan kemampuan kapasitor yang dinamakan Farad dengan simbol “F”. Simbol dari kapasitor sendiri adalah C (kapasitor). Pada umumnya, kapasitor banyak dibuat dari dua buah lempengan logam yang saling sejajar antara satu dengan lainnya. Dan diantara kedua lempengan tadi terdapat bahan isolator yang biasa kita sebut dengan dielektrik. Yang di maksud Dielektrik adalah bahan yang dapat mempengaruhi nilai dari kapasitansi kapasitor. Bahan dielektrik yang banyak digunakan adalah kermaik, kertas, udara, metal film, gelas, vakum dan masih terdapat lagi bahan lainnya.

Gambar Komponen Kapasitor

Dalam dunia elektronika, kapasitor sering disebut sebagai kondensator. Bentuk dan ukuran kapasitor juga bervariasi, bisa kita bedakan berdasarkan kapasitas, tegangan kerja dan lain sebagainya. Kapasitor sendiri terbagi menjadi 2 kelompok, yaitu kapasitor yang memiliki kapasitas tetap dan juga kapasitor yang memiliki kapasitas dapat berubah-ubah atau biasa disebut variable kapasitor.

Sifat dasar kapasitor adalah kemampuan yang dapat menyimpan muatan listrik, tidak dapat dilalui arus DC (Direct Current), dapat dilalui arus AC (Alternating Current) dan juga dapat sebagai impedansi (resistansi yang nilainya tergantung dari frekuensi yang di berikan oleh sumbernya).

Fungsi kapasitor lainnya dalam rangkaian elektronika adalah sebagai filter dan kopling pada rangkaian power supply, penggeser fasa, pembangkit frekuensi pada rangkaian osilator dan juga dapat digunakan untuk mencegah percikan bunga api yang dapat terjadi pada saklar. Sedangkan fungsi kapasitor yang terdapat pada mesin mobil digunakan untuk menghidupkan dan juga mematikan mesin.

Cara kerja kapasitor yang pertama adalah mengalirkan elektron menuju kapasitor. Setelah kapasitor sudah dipenuhi dengan elektron, maka tegangan tersebut akan mengalami perubahan. Selanjutnya, elektron akan keluar dari kapasitor dan menuju rangkaian elektronika. Dengan begitu, kapasitor akan dapat membangkitkan rektif suatu rangkaian.

8. Resistor

Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik, dengan resistansi tertentu (tahanan) dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, berdasarkan hukum Ohm.

Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-maca kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi.

Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan siekuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, kebutuhan daya resistor harus cukup dan disesuaikan dengan kebutuhan arus rangkaian agar tidak terbakar.

C. Alat dan Bahan

1. Alat

1) Gunting

2) Gunting Kuku

3) Setrika

4) Bor Tangan

5) Solder

2. Bahan

No	Nama Komponen	Jumlah
1.	Timah	1 Gulung
2.	Dioda 1N4007	4 Biji
3.	Kapasitor 6800uF/50v	2 Biji
4.	Kapasitor 10uF/50v	4 Biji
5.	Resistor 3.3	2 Biji
6.	Resistor 120	2 Biji
7.	Resistor 1k	2 Biji
8.	Potensiometer 5k	2 Biji
9.	Transistor TIP 142	1 Biji
10.	Transistor TIP 147	1 Biji
11.	Regulator LM 317	1 Biji
12.	Regulator LM 337	1 Biji
13.	LED	2 Biji
14.	Saklar power	1 Biji
15.	Kabel NYAF	3Meter
16.	Kabel AC	1Meter
17.	Penjepit Buaya	3 Biji
18.	PCB Polos 10x20	1
19.	FeCl3	1
20.	Trafo 2A	1 Biji
21.	Kertas Tanggalan	1 Lembar

D. Flowchart

E. Gambar Rangkaian

Layout PCB

Tata letak

F.     Prinsip Kerja Rangkaian
a.       Tegangan AC akan masuk melewati saklar terlebih dahulu, kemudian dia akan melewati Trafo untuk menurunkan tegangan.
b.      Setelah melewati Trafo, kemudian melewati 4 dioda yang akan disearahkan oleh diode tersebut untuk merubah menjadi tegangan DC.
c.       Setelah dari diode akan disalurkan ke kapasitor untuk difilter agar tidak terlalu tinggi.
d.      Setelah dari kapasitor, akan disalurkan ke transistor dimana komponen ini untuk penguat arus agar lebih stabil saat dikeluaran
e.    Kemudian akan melewati IC Regulatar, untuk dapat diatur tegangan keluaran, alat untuk mengatur keluaran yaitu Potensiometer sebagai pasangan IC Regulator. Agar tidak melebihi kapasitas yang diterima IC Regulator maka dipasang resistor untuk menghambatnya.
f.     Jadi rangkaian ini bertujuan untuk merubah Tegangan AC menjadi DC, dan dapat diatur pengelurannya dengan Potensiometer.

G. Analisa Rangkaian

1. Transformator sebagai penurun tegangan

Trafo step up, Fungsi transformator ini digunakan untuk menaikkan tegangan AC, trafo jenis ini dipakai dalam rangkaian-rangkaian pembangkit tegangan pada perangkat elektronika seperti trafo inverter monitor LCD, trafo inverter TV, dll.

Trafo step-down adalah kebalikannya, fungsi transformator ini untuk menurunkan tegangan AC, contoh pemakaiannya pada adaptor.

2. Diode sebagai penyearah

3. Kapasitor sebagai filter

Kapaitor memiliki berfungsi untuk menyimpan energi yang diperlukan dalam suatu rangkaian. Kapasitor juga dipergunakan untuk memperhalus gerak yang timbul ketika srus bolak-balik dikonversi menjadi arus searah pada suatu daya, sehingga dapat digunakan pada kalkulator atau radio ketika baterai tidak dapat digunakan serta sebagai filter dalam berjalannya arus listrik.

4. Transistor sebagai penguat arus

Transistor sebagai alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

5. IC Regulator tegangan sebagai pengatur tegangan output

Regulator rangkaian pembangkit tegangan yang merupakan Rangkaian catu daya memberikan supply tegangan pada alat pengendali. Rangkaian catu daya mendapatkan sumber tegangan dari PLN sebesar 220 VAC. Tegangan 220 VAC ini dan kemudian di atur diturunkan menjadi 9 VAC melalui trafo penurun tegangan.

6. Potensiometer sebagai pengatur tegangan output

Berdasarkan data di atas, kita dapat mengetahui bagaimana cara pembuatan power supply dengan menggunakan transformator CT. Power supply adalah alat elektronika yang berfungsi untuk mengubah arus AC menjadi DC.

Pada dasarnya saat pembuatan power supply diketahui bahwa ketika tegangan 220 volt dari sumber kemudian akan masuk ke dioda bridge, dioda bridge ini berfungsi untuk merefers dan memforward tegangan dengan kata lain untuk menyearahkan tegangan kemudian setelah tegangan masuk ke dioda bridge ini akan dilanjutkan ke elco. Elco yang digunakan adalah 6800 µF, ini bertujuan agar tegangan yang disimpan sesuai dengan tegangan yang masuk yang nantinya akan disimpan sementara. Jadi, fungsi elco yakni untuk menyimpan tegangan. Setelah tegangan disimpan ke elco kemudian dilanjutkan ke regulator, regulator yang digunakan adalah regulator LM317 dan LM337. Regulator ini berfungsi untuk mengubah tegangan menjadi 22 volt. Setelah itu tegangan tersebut akan disimpan lagi ke elco. Di elco yang kedua ini, elco ini hanya akan menyimpan inputan sebesar 22 volt dari regulator. Kemudian potensio akan mengatur berapa tegangan yang nantinya akan dialirkan. Dan tegangan nantinya akan masuk ke transistor. Transistor yang digunakan adalah TIP147 & TIP42 dimana fungsi transistor yakni sebagai penguat tegangan. Dimana penguat tegangan ini akan berfungsi apabila terminal/penjepit buaya ini akan dialirkan tegangan sebesar 22 volt ke suatu object yang akan dialiri.

ü Hasil hitung positif dan negatif:

Nilai V_max: 25 Volt

Nilai V_min: 25 Volt

H. Prosedur pemakaian alat

a. Tancapkan kabel AC ke stop kontak.

b. Kemudian tekan tombol saklar untuk menghidupkan Power Supply.

c. Langkah berikutnya ukur tegangan output, menggunakan AVO meter.

d. Kemudian kabel berwarna kuning yaitu negative, kabel berwarna merah yaitu positif, kabel berwana hitam yaitu ground.

e. Atur tegangan tegangan sesuai kebutuhan misalnya kita ingin menggunakan teganagn sekitar 12 V maka atur potensio hingga terlihat di avometer hingga 12 V

f. Benda yang ingin diberikan tegangan dijapit dengan japit buaya yang tersedia sesuai dengan petunjuk kabel

g. Setelah menggunakan power supply matikan saklar dan cabut kabel AC dari stopkontak.

I. Kesimpulan

1. Kesimpulan

a. Power supply adalah sebuah perangkat yang memasok energi listrik untuk satu atau lebih beban listrik atau alat atau sistem yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik atau bentuk energi jenis apapun yang sering digunakan untuk menyalurkan energi listrik.

b. Prinsip kerja power supply Tegangan jala-jala 220 volt dari listrik PLN diturunkan oleh trafo atau transformator penurun tegangan yang menerapkan perbandingan lilitan. Dimana perbandingan lilitan dari suatu transformator akan mempengaruhi perbandingan tegangan yang dihasilkan. Tegangan yang dihasilkan oleh trafo masih berbentuk gelombang AC dan harus disearahkan dengan menggunakan penyearah. Rangkaian penyearah yang digunakan memanfaatkan 4 buah dioda yang telah dirancang untuk bisa meloloskan kedua siklus gelombang AC menjadi satu arah saja.

c. Dalam poyer supply Transformator berfungsi untuk menaikkan atau menurunkan tegangan listrik. Dengan demikian fungsi transformator ini sangat diperlukan sekali dalam sebuah sistem/rangkaian elektronika. Di sini transformator berperan dalam menyalurkan tenaga atau daya listrik dari tegangan tinggi ke tegangan yang rendah atau sebaliknya, namun dengan frekuensi yang sama. Oleh karena itu pula transformator merupakan piranti listrik yang termasuk ke dalam golongan mesin listrik statis.

d. Dalam power supply Dioda bridge berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik(AC).

e. Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat,sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal yang sangat penting dalam project power supply.

2. Kelebihan

Dalam pembuatan rangkaian power supplay ini di rancang untuk dapat di gunakan secara maksimal karena dalam rangkaian ini memiliki bagian bagian komponen yang lengkap.

3. Kekurangan

a. Membuat rangkaian power supply pada PCB sangat sulit

b. Penyolderan sangat sulit

c. Kesulitan saat meletakkan dioda dan transistor

Daftar Pustaka

http://dasarelektronika.com/pengertian-dan-fungsi-transformator/

http://id.wikipedia.org/wiki/Potensiometer

http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor

http://id.wikipedia.org/wiki/Transformator

http://id.wikipedia.org/wiki/Catu_daya