CATU DAYA (ELEKTRONIKA)

2.2     Objek 2 (Catu Daya)

2.2.1   Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah :

1.    Membuat rangkaian catu daya multi volt output yang dapat digunakan sebagai sumber arus DC stabil dengan tegangan 3V, 5V, 6V, 9V, dan 12V dengan besar arus konstan 1A.

2.2.2   Manfaat

Adapun manfaat dari praktikum ini adalah :

1.    Agar praktikan dapat membuat rangkaian catu daya multi volt output yang dapat digunakan sebagai sumber arus DC stabil dengan tegangan 3V, 5V, 6V, 9V, dan 12V dengan besar arus konstan 1A.

2.2.3   Tinjauan Pustaka

Catu daya atau power supply adalah suatu rangkaian elektronik yang mengubah arus listrik bolak-balik (AC) menjadi arus listrik searah (DC). Hampir semua peralatan elektronik membutuhkan catu daya. Ada beberapa peralatan elektronik seperti radio dan tape yang masih membutuhkan baterai sebagai sumber arusnya. Namun untuk mempermudah agar tidak tergantung dengan baterai, maka dibuatlah alat yang dapat mengubah arus listrik dari PLN menjadi arus listrik searah, dalam aplikasinya catu daya banyak kegunaan dan manfaatnya, terutama dalam penggunaan peralatan yang membutuhkan catu daya. Contohnya radio, tape, hp, laptop, dan masih banyak peralatan elektronik lainnya yang membutuhkan yang namanya catu daya.

Power supply dapat diklasifikasikan menjadi 3 kelompok :

1.    Power supply berdasarkan fungsi (functional)

Berdasarkan fungsinya, power supply dapat dibedakan menjadi :

1)   Regulated power supply adalah power supply yang dapat menjaga kestabilan tegangan dan arus listrik meskipun terdapat perubahan atau variasi pada beban atau sumber listrik (tegangan dan arus input).

2)   Unregulated power supply adalah power supply tegangan ataupun arus listriknya dapat berubah ketika beban berubah atau sumber listriknya mengalami perubahan.

3)   Adjustable power supply adalah power suppy yang tegangan arusnya dapat diatur sesuai kebutuhan dengan menggunakan knob mekanik. Terdapat dua adjustable power supply yaitu regulated adjustable power supply dan unregulated adjustable power supply.

2.     Power supply berdasarkan bentuknya

Untuk peralatan elektronika seperti televise, monitor komputer, komputer desktop maupun DVD player, power supply biasanya ditempatkan di dalam atau menyatu kedalam perangkat-perangkat tersebut sehingga konsumen tidak dapat melihatnya secara langsung. Power supply internal (built in). Namun ada juga power supply yang berdiri sendiri (stand alone) dan  berada diluar perangkat elektronika yang digunakan seperti charger handphone dan adaptor laptop. Ada juga power supply stand alone yang bentuknya besar dan dapat disetel tegangan sesua dengan kebutuhan.

3.    Power supply berdasarkan metoda konversinya

Berdasarkan metoda konversinya, power supply dapat dibedakan menjadi power supply linier yang mengkonversi tegangan listrik secara langsung dan input-nya dan power supply switching yang harus mengkonversi tegangan input ke pulsa AC atau DC terlebih dahulu.

Selain pengklasifikasiannya, power supply juga dapat dibedakan menjadi beberapa jenis diantaranya :

1.    DC power supply

DC power supply adalah pencatu daya yang menyediakan tegangan maupun arus listrik dala bentuk DC (Direct Current) dan memiliki polaritas yang tetap yaitu positif dan negatif untuk bebannya. Terdapat 2 jenis DC supply yaitu :

1)   AC to DC power supply

AC to DC power supply  yaitu DC power supply power supply yang memngubah sumber tengangan listrik AC menjadi tegangan DC yang dibutuhkan oleh peralatan elektronika. AC to DC power suplly pada umumnya memmiliki sebuah transformator yang menurunkan tegangan, dioda sebagai penyearah dan kapasitor sebagai penyaring (filter).

2)   Linear regulator

Linear regulator berfungsi untuk mengbah tegangan DC yang berfluktasi menjadi kosntan (stabil) dan biasanya menurunkan tegangan DC input.

2.    AC power supply

AC power supply adalah power supply yang mengubah suatu taraf tegangan AC ke taraf tegangan lainnya. Contohnya AC power supply yang menurunkan tegangan AC 220V ke 110V untuk peralatan yang membutuhkan tegangan 110VAC. Atau sebaliknya dari tegangan AC 110V ke 220V.

3.    Switch-mode power supply

Switch-mode power supply (SMPS) adalah jenis power supply yang langsung menyearahkan (rectify) dan menyaring (filter) tegangan input AC untuk mendapatkan tegangan DC. Tegangan DC tersebut kemudian di-switch ON dan OFF pada frekuensi tinggi dengan sirkuit frekuensi tinggi sehingga menghasilkan arus AC yang dapat melewati transformator frekuensi tinggi.

4.    Programmable power supply

Programmable power supply adalah jenis power suppy yang pengoperasiannya dapat dikendalikan oleh remote control melalui antarmuka (interface) input analog maupun digital seperti RS232 dan GPIB.

5.    Uninterruptible power supply (UPS)

Uninterruptible power supply atau sering disebut dengan UPS adalah power supply yang memiliki 2 sumber arus listrik yaitu arus listrik yang langsung berasal dari tegangan input AC dan baterai yang terdapat didalamnya. Saat listrik normal, tegangan input akan secara simultan mengisi baterai dan menyediakan arus listrik untuk beban (peralatan lisrik). Tetapi jika terjadi kegagalan pada sumber tegangan AC seperti matinya listrik, maka baterai akan mengambil alih untuk menyediakan tegangan untuk peralatan listri/elektronika yang bersangkutan.

6.    High voltage power supply

High voltage power supply adalah power supply yang dapat menghasilkan tegangan tinggi hingga ratusan bahkan ribuan volt. High voltage power supply biasanya digunakan pada mesin X-ray ataupun alat-alat yang memerlukan tegangan tinggi.

Komponen utama dan pendukung catu daya :

1.    Trafo (penurun tegangan)

Gambar 11. Trafo

Sumber : http://teknikelektronika.com/pengertian-power-supply-jenis-catu-daya/

Trafo atau transformator merupakan komponen utama dalam membuat rangkaian catu daya yang berfungsi untuk mengubah tegangan listrik. Trafo dapat menaikkan dan menurunkan tegangan. Berdasarkan tegangan yang dikeluarkan dari belitan scundair dibagi menjadi 2 yaitu :

1)   Step up (penaikan tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang dibutuhhkan lebih tinggi dari tegangan primair (jala listrik).

2)   Step down (penurun tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang dibutuhkan lebih rendah dari tegangan primair (jala listrik).

Berdasarkan pemasangan gulungnya dikenal dua macam trafo yaitu :

1)   Trafo tanpa center tap (CT).

2)   Trafo dengan center tap (CT).

2.    Dioda (penyearah)

Gambar 12. Dioda

Sumber : http://teknikelektronika.com/pengertian-power-supply-jenis-catu-daya/

Peranan rectifier dalam rangkaian catu daya adalah untuk mengubah tegangan listrik AC yang berasal dari trafo step down atau trafo adaptor menjadi tegangan listrik arus searah DC.

1)   Penyearah setengah gelombang

Dalam komponen elektronika penyearah setengah gelombang disebut juga half wave rectifier.

2)   Penyearah gelombang penuh

Dalam kompone elektronika penyearaha gelombang penuh disebut juga full wave rectifier.

3.    Filter (penyaring)

Gambar 13. Penyaring

Sumber : http://teknikelektronika.com/pengertian-power-supply-jenis-catu-daya/

Penyaring atau filter merupakan bagian yang terdiri dari kapasitor yang berfungsi sebagai penyaring atau meratakan tegangan listrik yang berasal dari rectifier. Selain menggunakan filter juga menggunakan resistor sebagai tahanan.

4.    Stabilizer dan regulator

Gambar 14. Stabilizer dan regulator

Sumber : http://teknikelektronika.com/pengertian-power-supply-jenis-catu-daya/

Stabilizer dan regulator adalah bagian yang terdiri dari komponen dioda zener, transistor, komponen IC atau kombinasi dari ketiga komponen tersebut. Komponen ini berfungsi sebagai penstabil dan pengatur tegangan (regulator) yang berasal dari rangkaian penyaring.

Fungsi power supply pada umumnya adalah penyearah arus listrik AC DC, mengkonversi energy, sisem transmisi energi listrik, penyimpanan energi perangkat seperti baterai dan sel bahan bakar, sistem elektromekanis seperti generator dan alternator, dan tenaga surya converter dari berbagai jenis sumber energi listrik.

Semua pasokan listrik dari input daya, yang menerima energi dari sumber energi, dan output daya yang memberikan energi ke perangkat lain komputer. Dalam hal ini pasokan listrik dari input daya dan output terdiri dari konektor listrik atau koneksi sirkuit tertanam, meskipun beberapa pasokan listrik menggunakan perpindahan energi nirkabel sebagai pengganti koneksi galvanik untuk input daya atau output. Beberapa pasokan listrik memiliki jenis lain dari input dan output juga, untuk fungsi-fungsi seperti monitoring dan kontrol eksternal.

Cara kerja power supply dalam hal pasokan listrik dikategorikan dalam berbagai cara, termasuk dengan fitur fungsional. Sebagai contoh, sebuah power supply yang diatur adalah salah satu yang mempertahankan tegangan output konstan atau arus meskipun variasi arus beban atau tegangan input. 

Sebaliknya, output dari power supply yang tidak diatur dapat berubah secara signifikan ketika tegangan input atau perubahan beban saat. Pasokan listrik adjustable memungkinkan tegangan output atau arus yang akan diprogram oleh kontrol mekanik tombol-tombol pada panel depan power supply, atau dengan berarti dari masukan kontrol, atau keduanya. 

Pengaturan catu daya harus dilakukan dengan baik, karena catu daya terisolasi memiliki output daya elektrik yang independen dari masukan energi, ini berbeda dengan pasokan listrik lain yang berbagi koneksi umum antara input daya dan output. Pasokan listrik yang dikemas dalam cara yang berbeda dan diklasifikasikan sesuai. 

Catu daya adalah unit desktop yang melakukan pekerjaannya sendiri digunakan dalam aplikasi seperti tes sirkuit dan pengembangan Buka pasokan listrik hanya memiliki tempat mekanik parsial, tempat terrsebut hanya terdiri dari basis pemasangan, biasanya dibangun ke mesin atau peralatan lainnya. Rack-mount pasokan listrik dirancang untuk diamankan ke rak peralatan elektronik standar.

2.2.4   Metoda

2.2.4.1       Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah :

1.        Travo 1 ampere.

2.        4bh diode 2 ampere.

3.        3 kapasitor 1000µm.

4.        3 kapasitor 100µm.

5.        IC LM 7805.

6.        IC LM 7809

7.        IC LM 7812.

8.        2 potensiometer 10k Ohm.

9.        1bh switch selector.

10.    Kabel.

11.    Tool kit elektronik

12.    Multimeter.

13.    Male AC plug.

14.    Papan PCB

15.    Konector.

2.2.4.2       Prosedur Kerja

Adapun prosedur kerja pada praktikum ini adalah :

1.    Buatlah rangkaian catu daya seperti pada modul.

2.    Ukurlah besar nilai P1, P2, Va, Vb, Vc, Vd dan Ve menggunakan multimeter.

3.    Putarlah P1 hingga Vc bervilai 6V. Ukurlah besar tahanan P1.

4.    Putar P2 hingga Va bernilai 3V. Ukurlah besar tahanan P2.

5.    Catat seluruh hasil pengukuran pada tabel yang ada di modul.

6.    Bagaimana nilai Vb, Vd, dan Ve pada ulangan 1 dan ulangan 2? Jelaskan mengapa demikian.

DAFTAR PUSTAKA

Malvino, A.P. 2004. Prinsip-Prinsip Elektronika Jilid 1. Jakarta : Salemba Teknika.

Rahmad, M. 2006. Elektronika Dasar 1. Pekanbaru : Laboratorium Pendidikan Fisika FKIP UNRI.

Wasito, S. 2004. Vademekum Elektronika Edisi Kedua. Jakarta : Grameia Pustaka Utama.

Pemayun, Aditya. 2006. Power Supply (Catu Daya). https://www.academia.edu/9019113/POWER_SUPPLY_CATU_DAYA. Diakses pada tanggal 24 Oktober 2016 pukul 23.10 WIB di Padang.

Rahmda, M. 2010. Rekayasa Catu Daya Multiguna Sebagai Pendukung Kegiatan Praktikum di Laboratorium dan Pengambilan Data di Lapangan Terbuka. http://repository.unri.ac.id/xmlui/bitstream/handle/123456789/5429/isi.pdf?sequence=1. Diakses pada tanggal 24 Oktober 2016 pukul 23.10 WIB di Padang.