Upload
fauzi-andra
View
121
Download
12
Embed Size (px)
Citation preview
BAB. I
PENDAHULUAN
A.DESKRIPSI
Modul ini berjudul Memperbaiki/Reparasi Power Supply Kecil
dipersiapkan untuk siswa Sekolah menengah Kejuruan Kelompok
Rekayasa Teknologi Program Keahlian Audio – Vidio.
Modul ini berkaitan dengan pemahaman tentang ilmu dasar sebuah
adaptor baik yang halfwave maupun yang fullwave, cara menguji dan
memeriksa kemudian mengamati gejala kerusakan kemudian
melakukan perbaikan/ reparasi dan memodifikasi serta melakukan
pemeliharaan Catu Daya Arus Searah atau DC. Setiap akhir materi
disampaikan rangkuman yang memuat intisari materi yang
dilanjutkan test formatif. Setiap siswa harus mengerjakan test
tersebut sebagai indikator penguasaan materi. Jawaban test
kemudian diklarifikasikan dengan kunci jawaban. Guna melatih
ketrampilan dan sikap kerja yang benar, setiap siswa dapat berlatih
dengan pedoman lembar kerja yang ada.
Diakhir modul terdapat evaluasi sebagai uji kompetensi siswa yang
dilakukan secara teori dan praktek dengan cara menjawab
pertanyaan yang ada dan untuk praktik dengan cara
mendemonstrasikan kompetensi yang harus dimiliki. Sedangkan
guru/instruktur menilai berdasarkan lembar observasi yang ada
sehingga dapat diketahui apakah siswa tersebut sudah mempunyai
kompetensi Memperbaiki/reparasi power supply kecil dengan sub
kompetensi sebagai berikut:
1. Menguasai ilmu dasar adaptor
2. Menguasai troubleshooting dan reparasi adaptor
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 1
3. Memodifikasi adaptor
B.PRASYARAT
Untuk menguasai kompetensi Memperbaiki/reparasi power supply
kecil dengan kode: ELKA MR-PS.001.A, peserta didik dipersyaratkan
menyelesaikan modul dengan kompetensi Menguasai teori dasar
elektronika dengan kode: ELKA– MR.UM.001.A dan modul dengan
kompetensi Menggunakanalat/instrument Bantu keperluan
pengukuran dengan kode: ELKA-MR.UM.005.A
C.PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
1. Petunjuk bagi peserta diklat
Untuk memperoleh hasil belajar secara maksimal, dalam
menggunakan modul ini maka langkah-langkah yang perlu
dilaksanakan antara lain:
a. Bacalah dan pahami dengan seksama uraian-uraian materi
yang ada pada masing-masing kegiatan belajar. Bila ada
materi yang kurang jelas, peserta diklat dapat bertanya pada
guru atau instruktur yang mengacu kegiatan belajar.
b. Kerjakan setiap tugas formatif (soal latihan) untuk mengetahui
seberapa besar pemahaman yang telah dimiliki terhadap
materi-materi yang dibahas dalam setiap kegiatan belajar.
c. Untuk kegiatan belajar yang terdiri dari teori dan praktik,
perhatikanlah hal-hal berikut ini:
1) Perhatikan petunjuk-petunjuk keselamatan kerja yang
berlaku.
2) Pahami setiap langkah kerja (prosedur praktikum) dengan
baik.
3) Sebelum melaksanakan praktikum, identifikasi (tentukan)
peralatan dan bahan yang diperlukan dengan cermat.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 2
4) Gunakan alat sesuai prosedur pemakaian yang benar.
5) Untuk melakukan kegiatan praktikum yang belum jelas,
harus meminta ijin guru atau instruktur terlebih dahulu.
6) Setelah selesai, kembalikan alat dan bahan ke tempat
semula.
d. Jika belum menguasai level materi yang diharapkan, ulangi lagi
pada kegiatan belajar sebelumnya atau bertanyalah kepada
guru atau instruktur yang mengacu kegiatan pemelajaran yang
bersangkutan.
2. Petunjuk Bagi Guru
Dalam setiap kegiatan belajar guru atau instruktur berperan
untuk:
a. Membantu peserta diklat dalam merencanakan proses
belajar.
b. Membimbing peserta diklat melalui tugas-tugas
pelatihan yang dijelaskan dalam tahap belajar.
c. Membantu peserta diklat dalam memahami konsep,
praktik baru, dan menjawab pertanyaan peserta diklat
mengenai proses belajar peserta diklat.
d. Membantu peserta diklat untuk menentukan dan
mengakses sumber tambahan lain yang diperlukan untuk
belajar.
e. Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika
diperlukan.
f. Merencanakan seorang ahli/pendamping guru dari
tempat kerja untuk membantu jika diperlukan.
D. TUJUAN AKHIR
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 3
Dari kriteria unjuk kerja ketrampilan kognitip maupun dengan
imajinasi psikomotorik seperti unit kompetensi maka peserta
diklat diharapkan:
1. Menguasai Ilmu dasar adaptor
a. Memahami Komponen pendukung sebuah adaptor
b. Memahami jenis-jenis adaptor
c. Memahami prinsip kerja sebuah adaptor.
2. Menguasai troubleshooting dan reparasi adaptor
a. Memeriksa dan menguji sebuah adaptor
b. Mengamati gejala kerusakan dan mengalokasi kerusakan
c. Menganalisa dan memperbaiki kerusakan
3. Memodifikasi adaptor
a. Membuat adaptor dengan output tegangan yang
bermacam-macam
b. Mempertinggi atau memperendah tegangan output
sebuah adaptor
c. Menggantikan battery dengan sebuah adaptor
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 4
E. STANDAR KOMPETENSI
PROGRAM DIKLAT: Memperbaiki/Reparasi Power Supply Kecil KODE : ELKA-MR.PS.001.AALOKASI WAKTU : 40 Jam @ 45 menit
LEVEL KOMPETENSI KUNCI
A B C D E F G1 1 1 1 1 1 1
KONDISI KINERJA
Unjuk kerja di atas bisa dipertunjukkan dengan bantuan tersedianya:
1. Shcematic diagram untuk perbaikan sistem adaptor sederhana
2. Buku service manual atau literatur yang sesuai dengan merek tipe masing-masing sistem power supply
3. Peralatan dan bahan yang dipergunakan:Peralatan umum perbaikan elektronika sistem adaptor meliputi: Toolkit, Multitester (AVO meter)
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 5
SUB KOMPET
ENSI KRITERIA KINERJALINGKUP BELAJAR
MATERI POKOK PEMELAJARAN
SIKAP PENGETAHUAN
KETERAMPILAN
1. Menguasai ilmu dasar adaptor
1.1. Dijelaskan prinsip kerja sebuah adaptor ac; halfwave, fullwave, ripple, dst.
1.2. Dijelaskan tentang rating (batasan kerja maksimum) dari sebuah adaptor
1.3. Dijelaskan kenapa adaptor umumnya menggunakan transformer yang berat
1.4. Dijelaskan bagaimana teknologi untuk membuat adaptor yang kompak
Reparasi Power Supply Kecil (Adaptor Dinding)
Teliti Penyearah halfwave, fullwave, ripple.
Rating (batasan kerja maksimum) dari sebuah adaptor,
Transformator
Teknologi Adaptor
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 6
SUB KOMPET
ENSI KRITERIA KINERJALINGKUP BELAJAR
MATERI POKOK PEMELAJARAN
SIKAP PENGETAHUAN
KETERAMPILAN
2. Menguasai Troubleshooting dan reparasi adaptor
2.1. Diperagakan cara memeriksa dan menguji sebuah adaptor
2.2. Dijelaskan bagaimana cara menggunakan tester saku atau polarity checker
2.3. Diperagakan cara membuka dan melihat isi sebuah adapter
2.4. Diperagakan tata-cara penggantian komponen rusak
2.5. Dijelaskan bagaimana menentukan polaritas dari adaptor ac
Reparasi Power Supply Kecil (Adaptor Dinding)
Teliti dalam Memeriksa dan menguji sebuah adaptor.
Menggunakan tester saku atau polarity checker.
Membuka dan melihat isi sebuah adaptor
Mengganti komponen rusak Menentukan polaritas dari adaptor ac
Adaptor Memeriksa dan menguji sebuah adaptor.
Menggunakan tester saku atau polarity checker.
Membuka dan melihat isi sebuah adaptor
Mengganti komponen rusak
Menentukan polaritas dari adaptor ac
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 7
SUB KOMPET
ENSI KRITERIA KINERJALINGKUP BELAJAR
MATERI POKOK PEMELAJARAN
SIKAP PENGETAHUAN
KETERAMPILAN
3. Memodifikasi adaptor
3.1. Dijelaskan bagaimana membuat adaptor dengan output tegangan yang bermacam-macam
3.2. Dijelaskan bagaimana mempertinggi atau memperen-dah tegangan output sebuah adaptor
3.3. Dijelaskan bagaimana menggantikan battery dengan sebuah adaptor
Dijelaskan bagaimana mengubah tegangan ac menjadi tegangan dc
Dijelaskan cara menambahkan regulator pada sebuah adaptor atau battery
Reparasi Power Supply Kecil (Adaptor Dinding)
Penyearah, Filter, dan regulator tegangan
Membuat adaptor dengan output tegangan yang bermacam-macam
Mempertinggi atau memperen-dah tegangan output sebuah adaptor
Menggantikan battery dengan sebuah adaptor
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 8
F. CEK KEMAMPUAN SISWA
Tabel dibawah ini untuk mengetahui kemampuan awal yang
peserta diklat miliki, maka berilah tanda cek list () dengan sikap
jujur dan dapat dipertanggung jawabkan.
Kompetensi Pernyataan
Saya dapat
melakukan
pekerjaan ini
dengan kompeten
TidakY
aJika, Ya
1. Menguasai Ilmu
Dasar Adaptor
Saya dapat menjelaskan
pengertian adaptor
Saya dapat menjelaskan
komponen pendukung
adaptor
Saya dapat menjelaskan
system penyearahan
suatu adaptor
√
Kerjaka
n tes
formatif
1
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 9
2. Menguasai
troubleshooting
dan reparasi
adaptor
Saya dapat memeriksa
dan menguji sebuah
adaptor
Saya dapat mengamati
gejala kerusakan dan
mengalokasi
kerusakannya
Saya dapat menganalisa
dan memperbaiki sebuah
adaptor
√
Kerjaka
n tes
formatif
2
3. Memodifikasi
Adaptor
Saya dapat membuat
adaptor dengan batasan
tegangan output tertentu
Saya dapat membuat
adaptor dengan output
ganda.
Saya dapat membuat
adaptor dengan output
bervariasi.
√
Kerjaka
n tes
formatif
3
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 10
BAB. II
PEMELAJARAN
A. RENCANA BELAJAR SISWA
Rencana belajar siswa diisi oleh siswa dan disetujui oleh guru.
Rencana belajar tersebut adalah sebagai berikut:
NAMA SISWA : ……………………………………….
TINGKAT/KELAS: ……………………………………….
No Jenis KegiatanTangga
lWaktu
Tempat
Belajar
Paraf
Guru
1. -Memahami pengertian
dan kegunaan suatu
adaptor
-Memahami prinsip kerja
komponen pendukung
suatu adaptor
-Menjelaskan system
penyearahan suatu
adaptor
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 11
2. memeriksa dan
menguji sebuah
adaptor
mengamati gejala
kerusakan dan
mengalokasi
kerusakan
menganalisa dan
memperbaiki sebuah
adaptor
3. membuat adaptor
dengan batasan
tegangan output
tertentu
membuat adaptor
dengan output ganda.
membuat adaptor
dengan output
bervariasi.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 12
KEGIATAN BELAJAR
KEGIATAN BELAJAR 1.
MENGUASAI ILMU DASAR ADAPTOR
PENDAHULUAN
Pada kegiatan belajar 1 ini membahas materi pembelajaran peserta
diklat dipersiapkan untuk memahami dan mengerti prinrip-prinsip dasar
adaptor yang meliputi pengertian dan fungsi adaptor, prinsip kerja
komponen pendukung adaptor serta jenis-jenis rangkaian suatu adaptor
a. Tujuan Kegiatan pembelajaran
Setelah menyelesaikan pelajaran ini peserta dapat:
1. Menjelaskan kegunaan adaptor
2. Menghitung tegangan dan arus beban.
3. Menghitung tegangan dan arus dioda.
4. Menentukan batas tegangan balik (revers) dioda dalam rangkaian
penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 13
5. Membuat hubungan rangkaian penyearah setengah gelombang
dan gelombang penuh.
b. Uraian Materi
1) ADAPTOR/CATU DAYA
Adaptor/catu daya adalah sumber tegangan DC yang digunakan
untuk memberikan tegangan atau daya kepada berbagai
rangkaian elektronika yang membutuhkan tegangan DC agar
dapat beroperasi. Rangkaian pokok dari catu daya tidak lain
adalah suatu penyearah yakni suatu rangkaian yang mengubah
sinyal bolak-balik (AC) menjadi sinyal searah (DC). Sumber daya
diperoleh dari baterai, solar sel, generator AC/DC, dan jala-jala
listrik PLN.
Berbagai sumber daya tersebut akan kita bahas salah satunya
type catu daya yang terjadi melalui suatu proses pengubahan dari
tegangan AC (bolak-balik) ke DC (searah ). Proses pengubahan
dimulai dari penyearahan oleh diode, penghalusan tegangan kerut
(Ripple Voltage Filter) dengan menggunakan condensator dan
pengaturan (regulasi) oleh rangkaian regulator. Pengaturan
meliputi pengubahan tingkat tegangan atau arus. Pada teknik
regulasi pada pembuatan catu daya, kita mengenal teknik
regulasi daya linier dan teknik regulasi switching.
2) DIODA SEBAGAI PENYEARAH
Dioda semikonduktor
Bahan dasar yang banyak digunakan untuk membuat piranti
elektronik adalah bahan semikonduktor germanium (Ge) dan
silikon (Si), yang mana kedua bahan ini mempunyai elektron
valensi yang sama.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 14
Sambungan bahan semikonduktor P dan N mendasari suatu
piranti elektronik aktif yang disebut sebagai Dioda.
Dioda mempunyai elektroda Anoda yang berkutub positif dan
elektroda Katoda yang berkutub negatif. Simbol dioda
diperlihatkan seperti pada gambar 1.1.
Gambar 1.1 Simbol Dioda
a. Bias Maju Dioda
Jika anoda dihubungkan pada polaritas positif batere,
sedangkan katoda pada polaritas negatif seperti gambar 1.2,
maka keadaan dioda disebut arah maju (forward-bias) aliran
arus dari anoda menuju katoda, dan aksinya sama dengan
rangkaian tertutup
Gambar 1.2 Bias maju-Saklar on
I
Forward
U
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 15
Gambar 1.3 Kurva Hubungan arus dan tegangan bias maju
b. Bias Mundur Dioda
Jika katoda dihubungkan pada polaritas positif batere,
sedangkan anoda pada polaritas negatif seperti gambar 1.4,
maka keadaan dioda disebut arah mundur (reverse-bias) dan
aksinya sama dengan rangkaian terbuka.
Gambar 1.4 Bias mundur –Saklar off
Sebagai sifat dioda, pada saat reverse, nilai tahanan dioda
relatif sangat besar dan dioda ini tidak dapat menghantarkan
arus. Gambar 1.5 memperlihatkan kurva pada saat reverse.
Harga-harga nominal baik arus maupun tegangan tidak boleh
dilampaui, karena akan mengakibatkan rusaknya dioda.
-U
Reverse
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 16
-I
Gambar 1.5 Kurva Hubungan arus dan tegangan bias maju.
Secara umum dioda digunakan sebagai penyearah (rcctifier)
arus/tegangan arus bolak balik (AC) satu fasa atau tiga fasa
kedalam bentuk gelombang arus searah (DC).
Pada dasarnya penyearahan ini ada dua macam yaitu:
1. Penyearah setengah gelombang (half wave rectifier)
2. Penyearah gelombang penuh (full wave rectifier)
3) PENYEARAH (RECTIFIER)
Tegangan arus searah biasanya dibutuhkan untuk
mengoperasikan peralatan elektronik, misalnya pesawat
amplifier, peralatan kontrol elektronik, peralatan komunikasi
dan sebagainya.
Catu daya arus searah (DC) dapat diperoreh dari batere atau
dari sumber daya listrik 220/240 Volt Ac 50 Hz yang dirubah
menjadi arus searah melalui rangkaian penyearah (rectifier).
Pada sistem rangkaian penyearah ada 4 fungsi dasar yang
dibahas, yaitu:
1. Tranformasi tegangan yang diperlukan untuk menurunkan
tegangan yang diinginkan.
2. Rangkaian penyearah, rangkaian ini untuk mengubah
tingkat tegangan arus bolak balik ke arus searah.
3. Filter, merupakan rangkaian untuk memproses fluktuasi
penyearahan yang menghasilkan keluaran tegangan DC
yang lebih rata.
4. Regulasi, adalah parameter yang sangat penting pada catu
daya dan regulator tegangan dengan bahan bervariasi.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 17
3.1 PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG
Contoh sederhana rangkaian penyearah setengah gelombang
diperlihatkan seperti gambar 1.6
Us Diode
+
Time Us RL
-
common
Gambar 1.6 Rangkaian Penyearah setengah gelombang
Jika dioda dalam kondisi menghantar (conduct) pada setengah
perioda positif, dioda tersebut pada keadaaan forward biased
sehingga arus mengalir dan melewati tahanan beban RL.
Pada saat setengah perioda negatif, dioda bersifat
menghambat (reverse biased) nilai tahanan dioda sangat tinggi
dan dioda tidak menghantar.
Secara praktis, tegangan keluaran (UL) hampir sama dengan
sumber Us
Drop tegangan pada dioda lebih kurang 700mV.
Gambar 1.7 memperlihatkan bentuk gelombang proses
penyearahan setengah gelombang.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 18
Gambar 1.7 Bentuk Gelombang Output Penyearah Setengah
Gelombang
Untuk menghitung besarnya harga rata-rata dari signal yang
disearahkan, kita dapat menghitung dari luas kurva seperti
pada gambar 1.8
Gambar 1.8 kurva harga rata-rata
a. Tegangan AC selalu diasumsikan harga RMS
(Urms) harga efektif RMS = 0,5 x harga puncak (Um)
(Udc) harga rata-rata = 1/ x Um = 0,318 x Um
tegangan maximum Um = 1,414 x Ueff
disipasi daya pada beban dapat dihitung dari harga RMS
tegangan dan arus pada beban.
Daya = Um x Im
Um
Im = ------
RL
Udc
Idc = ------
RL
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 19
b. Arus yang melalui rangkaian seri adalah sama
Hal yang perlu diperhatikan dalam penyearahan ini adalah
besarnya tegangan balik maksimum (PIV) dari dioda yang
digunakan minimal harus sama besarnya dengan tegangan
maksimum AC yang akan disearahkan.
Contoh soal
1. Tentukan tegangan rata-rata (Udc) yang melalui beban
pada gambar 1.9 dibawah ini, bila:
Ueff = 20 volt
Drop tegangan dioda 0,8 volt.
U Us U dioda = 0,8 V
Us
0 Time
Gambar 1.9
Penyelesaian:
Um = 1,414 x Ueff
= 1,414 x 20 volt
= 28,28 V
Um (beban) = (Um – 0,8) volt
= 28,28 – 0,8
= 27,48 V
Udc = 0, 318 x Um
= 0, 318 x 27,48
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 20
= 8,74 V
3.2 PENYEARAH GELOMBANG PENUH
Rangkaian penyearah gelombang penuh dapat diperoleh
dengan dua cara.
Cara pertama memerlukan transformator sadapan pusat
(Centre Tap-CT).
Cara yang lain untuk mendapatkan keluaran (output)
gelombang penuh adalah dengan menggunakan empat dioda
disebut penyearah jembatan (rectifier bridge).
3.2.1 Rangkaian Penyearah Centre Tap
Penyearah gelombang penuh dengan menggunakan
transformator sadapan pusat (Center Tap) diperlihatkan
seperti gambar 1.10 dan 1.11
D1
A
D2 R
L
B
Gambar 1.10 Penyearah dengan Trafo CT
Bila U1 dan U2 mempunyai polaritas, ujung A berpolaritas
positif dan ujung B berpolaritas negatif. Pada saat ini D1
menghantar (conduct) sedangkan D2 tidak menghantar
(reverse biased).
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 21
Pada saat A berpolaritas negatif , sedang B berpolaritas
positif, pada saat ini D2 menghantar sedangkan D1 tidak
menghantar. Bentuk gelombang input dan output ditunjukkan
seperti terlihat pada gambar 1.11
Gambar 1.11 Bentuk gelombang Penyearah gelombang
penuh
Harga tegangan dapat dihitung:
Ueff = 0,707 x Um
Udc = 0,636 x Um
Harga arus dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Um
Im = ---------
RL
Udc
Idc = ----------
RL
3.2.2 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 22
Bridge rectifier
Rangkaian penyearah ini memerlukan empat buah dioda
yang dipasang dengan konfigurasi jembatan seperti terlihat
pada gambar 1.13
a) b)
A +
D1 D2
- + RL -
B D3 D4 120 Ώ
Gambar 1.13 Rangkaian penyearah sistem jembatan
Pada saat terminal A positif dan terminal B negatif , dioda-
dioda D2 dan D3 berada dalam kondisi menghantar
seadangkan D4 dan D1 tidak menghantar.
Pada saat terminal A negatif dan B positip , dioda yang
menghantar adalah D4 dan D1, sedang D2 dan D3 tidak
menghantar.
Dengan demikian setiap setengah perioda tegangan bolak
balik ada dua dioda yang menghantar (conduct) secara
bersamaan dan dua buah dioda lainnya tidak menghantar
sehingga menghasilkan bentuk gelombang penuh.
Tegangan rata-rata (Udc) sama dengan sistem penyearah
dengan menggunakan trafo CT.
Bentuk gelombang keluaran (output) terlihat seperti gambar
1.14.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 23
a. Kelebihan sistem jembatan terhadap sistem trafo CT adalah
adanya dioda yang tersambung seri sehingga masing-masing
dioda dapat menahan tegangan balik maksimumnya.
Contoh soal
Dari gambar 1.15 tentukan:
a. Um tegangan sekunder trafo
b. Um pada beban jika drop tegangan dioda 0,7 volt
c. Udc pada beban
d. Im dan Idc
Us RL
15 V
200Ω
Gambar 1.15 Hububungan Beban Pada Penyearah Gelombang
Penuh
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 24
Penyelesaian:
a. Um pada sekunder
Um = 1,414 x Us
= 1.414 x 15
= 21,211 volt
b. Um pada beban RL
Um (beban) = 21,21 – (2 x x0,7)
= 19,81 volt
c. Tegangan rata-rata:
Udc = 0,637 x Um (beban)
= 0,637 x 19,81
= 12,64 volt
Um
d. Im = --------
RL
19,81
= ----------- = 99,1 mA
200
Udc
Idc = -------
RL
12,56
= ------------ = 63,2 mA
200
4) FILTER
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 25
Penyearah tanpa filter menghasilkan keluaran sinyal output yang
berupa pulsa. Walaupun nilai rata-rata dari sinyal ini tidak nol,
akan tetapi sinyal ini masih belum dapat dipakai sebagai sumber
daya atau catu daya untuk peralatan elektronika seperti pesawat
radio, tape, komputer dan lain-lain. Oleh karena itu diperlukan
rangkaian tambahan untuk lebih menghaluskan atau meratakan
sinyal keluaran tersebut. Rangkaian ini disebut dengan filter.
Setiap gelombang keluaran hasil penyearahan baik yang tanpa
filter maupun yang dengan filter terdiri atas komponen DC dan
komponen AC (ripel). Akan tetapi sumber tegangan baterai/accu
tidak mempunyai komponen AC. Semakin baik kualitas suatu
catu daya berarti semakin kecil perbandingan antara nilai
komponen AC (ripel) terhadap komponen DC. Ukuran ini disebut
dengan istilah faktor ripel (r).
tegangan ripel (rms)r = ------------------------------------ tegangan dc
Ur (rms)r = ----------------------- x 100 % U dc
Faktor lain yang juga penting dalam menentukan kualitas suatu
catu daya adalah regulasi tegangan (V.R.). Tegangan keluaran
suatu catu daya dalam keadaan ada beban cenderung lebih kecil
dibanding dengan tegangan keluaran dalam keadaan tanpa
beban. Semakin kecil perbedaan tersebut, semakin baik kualitas
suatu catu daya. Demikian pula sebaliknya, semakin besar
perbedaan tersebut, semakin jelek kualitas suatu catu daya.
Regulasi tegangan bisa didefinisikan sebagai berikut.
Udc tanpa beban – Udc beban penuh
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 26
U.R. = ------------------------------------------------- Udc beban penuh
UNL – VFL
% U.R. = ----------------- x 100 % VFL
Suatu penyearah tanpa filter akan menghasilkan tegangan
keluaran yang juga terdiri atas komponen DC dan komponen AC
(ripel). Penyearah setengah gelombang menghasilkan tegangan
DC dan AC sebesar:
Udc = 0,318 Vm
Ur(rms) = 0,385 Vm
Oleh karena itu faktor ripel (r) dari penyearah setengah
gelombang adalah:
r =121 %
Sedangkan Penyearah gelombang penuh menghasilkan tegangan
DC dan AC sebesar:
Udc = 0,636 Vm
Ur(rms) = 0,308 Vm
Oleh karena itu faktor ripel (r) dari penyearah gelombang penuh
adalah:
r =48 %
Filter yang banyak digunakan dalam rangkaian catu daya adalah
filter kapasitor (C). Filter C ini sangat sederhana yaitu dengan
cara menambahkan secara parallel komponen C pada penyearah.
Semakin besar nilai C yang digunakan, semakin baik factor
ripelnya atau semakin halus/kecil komponen AC (ripel)nya.
Pada penyearah gelombang penuh dengan filter C, nilai tegangan
ripel dapat ditentukan sebagai berikut.
Vdc
Vr(rms) = --------------- 43.f.R.C
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 27
Sehingga faktor ripelnya dapat diperoleh:
1 r = --------------- x 100 %
43.f.R.C
Untuk memperoleh keluaran catu daya yang lebih halus dapat
digunakan filter RC, yakni gabungan antara komponen C dan R.
Rangkaian dasar filter RC dapat dilihat pada gambar 1.18.
Gambar 1.18. Rangkaian dasar filter RC
5) Dioda Zener
Struktur Dioda zener tidaklah jauh berbeda dengan dioda biasa,
hanya tingkat dopingnya saja yang sangat berbeda. Kurva
karakteristik dioda zener juga sama seperti dioda biasa, namun
perlu dipertegas adanya daerah breakdown dimana pada saat
bias mundur mencapai tegangan breakdown maka arus dioda naik
dengan cepat (gambar 1.19). Daerah breakdown inilah titik fokus
penerapan dari dioda zener. Sedangkan pada dioda biasa tidak
diperbolehkan pemberian tegangan mundur sampai pada daerah
breakdown, karena bisa merusak dioda.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 28
ID (mA)
Titik breakdown dari suatu dioda zener dapat dikontrol dengan
memvariasi tingkat dopingnya. Tingkat doping yang tinggi, akan
meningkatkan jumlah pengotoran sehingga tegangan zenernya
(Vz) akan kecil. Demikian juga sebaliknya, dengan tingkat doping
yang rendah diperoleh Vz yang tinggi. Pada umumnya dioda
zener dipasaran tersedia mulai dari Vz 1,8 V sampai 200 V,
dengan kemampuan daya dari ¼ hingga 50 W. Karena
temperatur dan kemapuan arusnya yang tinggi, maka jenis silikon
sering dipakai pada dioda zener.
Penerapan dioda zener yang paling penting adalah sebagai
penyetabil tegangan (voltage regulator). Rangkaian dasar
penyetabil tegangan adalah pada gambar 1.20. Agar rangkaian
ini dapat berfungsi sebagai penyetabil tegangan, maka dioda
zener harus bekerja pada daerah breakdown. Dengan kata lain,
apabila dilihat pada gambar 1.20, maka tegangan sumber (Vi)
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 29
daerah bias maju
I Zmax
VzVD (Volt)
daerah bias mundur
daerahbreakdown
V=0,7
Gambar 1.19. Kurva Karakteristik Dioda Zener
I Zmin
simboldioda zener
A K
yang diberikan pada rangkaian harus lebih besar dari Vz atau arus
pada dioda zener harus lebih besar dari Iz minimum.
Oleh karena itu persyaratan yang harus dipenuhi agar rangkaian
berfungsi sebagai penyetabil tegangan adalah berkenaan dengan
nilai RL dan Vi. Pertama, RL harus lebih besar dari RL minimum.
RL ini berhubungan dengan Iz, karena bila RL minimum, maka IL
menjadi maksimum, sehingga Iz menjadi minimum. Kedua, Vi
harus lebih besar dari Vi minimum. Vi minimum ini akan
menjamin bahwa dioda mendapatkan tegangan breakdown.
Kasus pertama: Resistansi beban RL harus lebih besar dari RL
minmum. Apabila RL kecil sekali sehingga kurang dari RLmin,
maka turun tegangan pada RL (juga pada zener) akan kecil
sehingga kurang dari Vz. Oleh karena itu zener tidak berfungsi,
karena tidak bekerja pada daerah breakdown. Untuk menghitung
harga RLmin dari gambar 2.10 adalah menghitung harga RL saat
diperoleh VL = Uz, yaitu:
RL.ViUL = Vz =
RL + Rs
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 30
+
Vi
-
Rs
RL
Iz
ILIR
Gambar 1.20. Rangkaian Dasar Penyetabil Tegangan
sehingga diperoleh:
Harga RLmin ini akan menjamin bahwa dioda zener bekerja.
Dengan RLmin maka diperoleh ILmax, yaitu:
Bila zener sudah bekerja, berarti VL = Vz = konstan, dan dengan
menganggap Vi tetap maka turun tegangan pada RS (VR) juga
tetap, yaitu: VR = Vi - Vz
dan arus yang mengalir pada Rs juga tetap, yaitu sebesar
(IR):
Arus zener dapat dihitung dengan,
Karena IR tetap, maka Iz akan maksimum bila IL minimum dan
sebaliknya. Agar Iz tidak melebihi harga Izm yang sudah
titentukan oleh pabrik, maka IL harus tidak boleh kurang dari IL
minimum. Jika Izm terlampaui, zener akan panas dan bisa rusak.
ILmin ini adalah:
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 31
Rs.VzRLmin =
Vi - Vz
VRIR = Rs
VL VzILmax = =
RL RLmin
Iz = IR - IL
ILmin = IR - Izm
Dengan diperoleh IL minimum, maka RL akan maksimum, yaitu:
Contoh Soal 1:
Rangkaian penyetabil tegangan seperti gambar 1.20 mempunyai
data sbb: Vi = 50 Volt, Rs = 1 K, Vz = 10 Volt, dan Izm = 32 mA.
Tentukan variasi harga RL (min dan max) agar tegangan output
masih stabil 10 Volt. Dan hitung daya pada zener maksimum.
Penyelesaian:
Rs.Uz (1K).(10) 10KRLmin = = = = 250
Ui - Uz 50 - 10 40
UR = Vi - Vz = 50 -10 = 40 Volt
IR = VR / Rs = 40 / 1K = 40 mA
ILmin = IR - Izm = 40mA - 32mA = 8 mA
RLmax = Vz / ILmin = 10 / 8mA = 1,25 K
Daya maksimum pada dioda zener:
Pzmax = Vz. Izm = 10 . 32mA = 320mW
Kasus kedua: Agar dioda zener dapat berfungsi sebagai
penyetabil tegangan, maka turun tegangan pada RL harus lebih
besar dari Vz. Dengan kata lain Vi harus lebih besar dari Vimin.
Namun bila Vi terlalu besar sehingga arus pada zener melebihi
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 32
VzRLmax =
ILmin
Izm, maka zener bisa rusak. Oleh karena itu Vi harus lebih kecil
dari Vimax.
Dengan menganggap harga RL tetap, maka tegangan sumber
minimum (Vimin) adalah:
Sedangkan harga maksimum tegangan sumber (Vimax) adalah:
dimana harga IRmax adalah arus maksimum yang mengalir
melalui Rs, yaitu IRmax = Izm + IL.
Contoh soal 2:
Rangkaian penyetabil tegangan seperti gambar 1.20 mempunyai
data sbb: RL = 1,2 K, Rs = 220 , Vz = 20 Volt, dan Izm = 60
mA. Tentukan variasi harga Vi (min dan max) agar tegangan
output masih stabil sebesar 20 Volt. Dan hitung daya pada zener
maksimum.
Penyelesaian:
(RL+Rs).Vz (1200+220).(20)Vimin = = = 23,67 Volt
RL 1200
IL = UL / RL = 20V / 1,2K = 16,67 mA
IRmax = Izm + IL = 60mA + 16,67mA = 76,67 mA
Uimax = IRmax.Rs + Vz
= (76,67mA)(0,22K) + 20V = 36,87 Volt
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 33
(RL+Rs).VzVi min =
RL
Vimax = IRmax.Rs + Vz
Perencanaan suatu rangkaian penyetabil tegangan dimulai dari
spesifikasi yang diharapkan dari rangkaian terbut, kemudian
dihitung harga-harga komponen yang diperlukan. Dalam praktek
spesifikasi yang diinginkan adalah arus beban (IL) dan tegangan
sumber (Vi) serta tegangan keluaran (Vz). Sedangkan komponen
yang harus direncanakan adalah Rs dan Dioda zener.
Dari persamaan 2.3; 2.4 dan 2.5 diperoleh harga Rs:
Karena dalam perencanaan harga IL, Vi dan Vz sudah diketahui
(sesuai dengan permintaan perencana), agar rangkaian bisa
berfungsi dengan benar, maka pada dua kondisi ekstrem dapat
diperoleh Rs:
Vimin – Vz Vi max - VzRs = RS = ---------------------
Izmin + ILmax Iz max + IL min
Dari dua persamaan tersebut yang belum diketahui adalah harga
Izmin dan Izmax (dan tentu saja Rs). Dalam praktek berlaku Izmin
= 0,1 Izmax. Sehingga dengan menggabungkan persamaan 2.11
dan 2.12, diperoleh:
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 34
Vi - VzRs =
Iz + IL
ILmin(Vz - Vimin) + ILmax(Vimax - Vz) Izmax =
Vimin - 0,9Vz - 0,1Vimax
Contoh soal 3:
Rencanakan suatu rangkaian penyetabil tegangan sebesar 10 Volt
apabila arus beban bervariasi dari 100mA hingga 200mA dan
tegangan sumber bervariasi dari 14 Volt sampai 20 Volt.
Penyelesaian:
Arus pada dioda zener maksimum adalah:
ILmin(Vz - Vimin) + ILmax(Vimax - Vz)Izmax =
Vimin - 0,9Vz - 0,1Vimax
0,1(10 - 14) + 0,2(20 - 10) 1,6 = = -------- = 0,533 A
14 - 0,9(10) - 0,1(20) 3
Disipasi daya maksimum pada dioda zener adalah:
Pz = Vz.Izmax = (10).(0.533) = 5,3 Watt
Rs dihitung dengan persamaan 2.12 (atau 2.11 dengan hasil yang
sama):
Vimax – Vz 20 - 10
Rs = = ----------------- = 15,8 Ohm
Izmax + ILmin 0,533 + 0,1
Disipasi daya maksimum pada resistor ini adalah:
PR = IRmax(Vimax - Vz)
= (Izmax + ILmin)(Vimax - Vz)
= (0,633 A)(10 V) = 6,33 Watt
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 35
6. Transistor
Rangkaian regulator seri menggunakan transistor bipolar seperti
pada gambar 4.1 arus beban lewat melalui transistor dari kolektor
ke emitor.
Rangkaian ini memberikan kerja yang lebih efisien dan arus beban
yang lebih besar. Q1
UCE
C E IL
RS B
US IZ URL
Gambar 4.1 Rangkaian regulator seri
Rs dan zener dalam rangkaian ini adalah bentuk yang sederhana
dari regulator zener yang mempertahankan tegangan konstan
pada basis transsistor Q1.
Resistor Rs memberikan arus basis (IB) Q1 dan arus ke dioda zener
(!Z).
Transistor tersebut akan berpungsi sebagai pengatur tegangan
(voltage regulator).
Besarnya tegangan output didapat dari persamaan:
UCE = Uin - Uo
U0 = UZ + UBE
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 36
Karena besarnya UBE relatif kecil, maka U0 = UZ dan selalu
konstan.
Perinsip kerja rangkaian adalah sebagai berikut: Jika tahanan
beban dari rangkaian turun , tegangan output akan jatuh ,
menjadi kurang positip. Ini artinya tegangan Emitor ( VE) dari
transistor dikurangi, kemudian U Be naik .
Arus beban melalui R CE , kemudian akan terjadi drop tegangan
pada transistor , dan tegangan output kembali keharga semula .
Bila arus beban naik ,tegangan output akan naik terhadap
tegangan awal. Hal ini akan mengurangi U BE dan UCE akan naik
sehingga tegangan output kembali normal. Jadi jika tegangan
input naik , tegangan output akan naikn juga., dengan adanya
zener dioda maka tegangan out put dapat dipr\ertahankan stabil.
Rangkaian lainnya adalah transistor sebagai regulator arus seperti
pada gambar rangkaian 4.2
Gambar 4.2 Regulator Arus
Rangkaian ini dirancang untuk mempertahankan harga arus yang
melewati beban ketika terjadi perubahan beban pada tegangan
tetap.
Dari rangkaian didapat persamaan:
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 37
Uz
IE = ---------
R1
IL = IC = IE - IB
IE = IC + IB
Keterangan:
a. IE = arus emitor
b. IC= arus kolektor
c. IB = arus basis
d. IL = arus beban
Penurunan arus beban IL = IC akan mengakibatkan penurunan arus
emitor dan akan mengurangi drop tegangan pada R1 (UR1 = IE x
R1).
Efek terhadap bias Q1 adalah : UBE = UZ – UR1
Karena harga UZ selalu konstan, maka penurunan pada UR1 akan
mengakibatkan kenaikan pada UBE transistor dan sekaligus
menaikkan konduktifitas dari transsistor sehingga arus beban IL
dapat dipertahankan pada harga yang tetap.
Regulasi arus dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:
INL - IFL
Regulasi arus = ------------- x 100%
IFL
Dimana:
INL = arus tanpa beban.
IFL = arus beban penuh.
7. IC. (Integrated Circuit)
Regulator tegangan dengan menggunakan komponen utama IC
(integrated circuit) mempunyai keuntungan karena lebih kompak
(praktis) dan umumnya menghasilkan penyetabilan tegangan
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 38
yang lebih baik. Fungsi-fungsi seperti pengontrol, sampling,
komparator, referensi, dan proteksi yang tadinya dikerjakan oleh
komponen diskrit, sekarang semuanya dirangkai dan dikemas
dalam IC. Ada beberapa jenis IC yang menghasilkan tegangan
keluaran tetap baik positip maupun negatip, ada pula yang
menghasilkan tegangan keluaran yang bisa diatur. IC regulator
tegangan tipe LM78xx (series) menghasilkan tegangan tetap
positip, sedangkan tipe LM79xx (series) menghasilkan tegangan
tetap negatip.
Gambar 7.2 bentuk IC regulator dan simbol rangakain
Pada gambar 7.1 terlihat bahwa IC regulator tipe LM7812 akan
menghasilkan tegangan keluaran tetap sebesar positip 8 Volt. IC
jenis ini mempunyai 3 buah terminal, yakni masukan (input),
keluaran (output), dan ground (GND). Spesifikasi tegangan pada
beberapa IC regulator seri LM78xx dan 79xx series terlihat pada
tabel berikut.
Tabel 1. Spesifikasi Tegangan IC Regulator Lm78xx dan Lm79xx
LM 78xx/79xx (series)
Tegangan Output(Volt)
Tegangan Input Minimal(Volt)
LM7805 LM7905 + 5 - 5 + 7.3 - 7.3
LM7806 LM7906 + 6 - 6 + 8.3 - 8.3
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 39
LM7808 LM7908 + 8 - 8 + 10.5 - 10.5
LM7810 LM7910 + 10 - 10 + 12.5 - 12.5
LM7812 LM7912 + 12 - 12 + 14.6 - 14.6
LM7815 LM7915 + 15 - 15 + 17.7 - 17.7
LM7818 LM7918 + 18 - 18 + 21 - 21
LM7824 LM7924 + 24 - 24 + 27.1 - 27.1
(Sumber: Boylestad, 1992)
Regulator tiga terminal adalah “ Integrated Voltage Regulator
Circuit “ yang dirancang untuk mempertahankan tegangan
outputnya tetap dan mudah untuk dirangkai.
Keuntungannya adalah:
1. Membutuhkan penambahan komponen luar yang sangat
sedikit, ukuran kecil
2. Mempunyai proteksi terhadap arus hubung singkat.
3. Mempunyai automatic thermal shutdown.
4. Mempunyai tegangan output yang sangat konstan
5. Mempunyai arus rendah
6. Mempunyai ripple output yang sangat kecil.
7. Pembiyaan rendah
Seri LM 78XX adalah regulator dengan tiga terminal, dapat
diperoleh dengan berbagai tegangan tetap
Beberapa IC regulator mempunyai kode yang dibuat oleh pabrik
pembuat komponen, sebagai contoh: IC LM.7805 AC Z yang
artinya sebagai berikut:
LM Linear Monolithic
78L Bagian nomor dasar yang menyatakan tegangan positip
05 Tegangan output
AC Standart ketepatan
Z Tipe pembungkus , ZTO-92 Plastic
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 40
Seri LM 78XXC dapat diperoleh dalam kemasan TO-3 alamunium,
arus keluaran (output) 1A ,boleh lebih asalkan IC regulator
dilengkapi dengan pendingin (heat- sink). Regulator LM 78XXC
mudah dipakai dan tambahan komponen-komponen ektern tidak
banyak.
Sifat-sifat IC regulator LM 78XX adalah sebagai berikut:
1. Arus keluaran melebihi 1A
2. Pengamanan pembebanan lebih termik
3. Tidak diperlukan komponen tambahan
4. Ada pengamanan untuk transistor keluaran ( output )
5. Dapat diperoleh dalam kemasan TO-3 aluminium
Contoh rangkaian lengkap catu daya menggunakan regulator tiga
terminal IC 7805 untuk tegangan output 5 volt konstan
ditunjukkan pada gambar 5.2
Gambar 5.2 rangkaian catu daya dengan IC regulator
Arus maksimum regulator IC yang dikirim ke beban tergantung
pada tiga faktor, yaitu:
1. Temperatur.
2. Perbedaan antara tegangan input dan output atau disebut
diferensial input output.
3. Arus beban.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 41
Uraian lengkap mengenai parameter IC regulator dapat dilihat
dari data sheet yang dibuat oleh pabrikpembuat komponen.
Contoh IC 7805 C mempunyai output nominal 5 volt. Dari data
sheet Motorolla didapat temperatur juntion 250 C (Tj + 250
C) ,tegangan output antara low 4,8 volt atau high 5,2 volt; arus
output > 100 mA.
c. Rangkuman
1. Adaptor/catu daya adalah sumber tegangan DC yang digunakan
untuk memberikan tegangan akan daya kepada berbagai
rangkaian elektronika yang membutuhkan tegangan DC agar
dapat beroperasi.
2. Dioda mempunyai dua elektroda yang berkutup positif (anoda)
dan yang berkutup negatif (katoda)
3. Rangkaian penyearah ada 2 (dua) yaitu penyearah ½
gelombang (halfware) dan penyearah gelombang penuh
(fullware)
4. Filter digunakan untuk lebih meratakan ripple sinyal keluaran
dari penyearah
5. IC type 78xx akan menghasilkan tegangan + sedang IC dengan
type 79xx akan menghasilkan tegangan -
Test Formatif 1
1. Jelaskan pengertian catu daya!
2. Apa yang dimaksud dengan faktor ripel?
3. Apa kegunaan filter dalam rangkaian penyearah?
4. Dari rangkaian penyearah gelombang penuh seperti terlihat
pada gambar dibawah
0 V
Us 40 V
8,5 D1 D2
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 42
RL
D3 D4 18 Ω
Hitung:
a. Tegangan rata-rata keluaran (output)
b. Arus melalui beban
c. Tegangan balik puncak dioda (PIV)
6. Perhatikan gambar rangkaian dibawah ini:
+12 v
Rs 330
RL
Vz = 8,2 v I k
0
gambar 3.3 Rangkaian zener
Hitung berapa besarnya:
a. tegangan pada beban RL
b. tegangan pada resistor seri Rs
c. arus maksimum
d. arus dioda zener
e. disipasi daya pada Rs; Zd dan RL
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 43
KEGIATAN BELAJAR 2.
MENGUASAI TROBLESHOOTING DAN REPARASI ADAPTOR
PENDAHULUAN
Pada kegiatan belajar 2 ini membahas tentang cara memeriksa sebuah
adaptor dengan menggunakan alat ukur untuk mengecek kerusakan
dan cara memperbaikinya.
a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran
Setelah selesai kegiatan pemelajaran 2 ini diharapkan peserta diklat
dapat:
1. Memahami cara memeriksa dan menguji sebuah adaptor
2. Menggunakan alat ukur untuk melakukan pengecekan
3. Mengetahui komponen yang rusak dan melakukan perbaikan
b. Uraian Materi
MENCARI LETAK GANGGUAN
Gangguan atau kesalahan yang paling banyak tejadi pada rangkaian
catu daya adalah diakibatkan oleh beban yang terus menerus yang
dipikul oleh catu daya tesebut atau beban yang tidak sesuai dengan
kemampuan/kapasitas catudaya.
Asumsi dasar yang harus dibuat untuk melakukan pemeliharaan
(service unit) catu daya adalah mencari penyebab kesalahan,
memeriksa rangkaian dan komponen yang rusak dengan
mengguanakan alat ukur yang cocok misalnya AVO meter dan CRO.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 44
1. Kesalahan Komponen
A. Kapasitor
Kesalahan pada kapasitor seperti:
a. rangkaian terbuka
b. Rangkaian hubung singkat
c. Terjadi kebocoran pada rangkaian kapasitor.
B. Resistor, kesalahan arus yang melaluinya lebih besar sehingga
terjadi disipasi panas yang menyebabkan resisitor terbakar.
C. Transistor atau IC
Problem yang terjadi pada semi konduktor adalah:
a. titik sambungan hubung singkat disebabkan sentaka
tegangan tinggi
b. Titik sambungan rangkaian terbuka, disebabkan beban lebih
c. Arus bocor yang besar, biasanya ditujukan oleh penguatan
rendah atau level kebisingan tingggi.
2. Mengganti Komponen
Bila mengganti komponen yang rusak pada rangkaian yang
penting harus diperhatikan:
a. Lepas dan ganti komponen yang sesuai dengan aslinya atau
eqivalen dari karakteristik komponen yaitu kemampuan arus,
tegangan dan daya yang sesuai dengan spesifikasinya
Data dan spesifikasi komponen dapat dilihat pada buku data
komponen yang diterbitkan oleh perusahaan/pabrik pembuat
komponen
b. Tempatkan komponen yang diganti secara pasti dan tepat.
3. Pemeriksaan Catu Daya
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 45
Poin utama yang harus diperiksa setelah anda melakukan
perbaikan adalah.sebagai berikut:
1. Tegangan output DC, apakah sudah sesuai dengan tegangan
yang dibutuhkan
2. Arus ouput DC yang diperlukan
3. Tegangan kerut (riple) dari amplitudo output diukur dengan
Ossiloskope
( CRO.)
4. Regulasi tegangan atau regulasi arus.
Pada tabel berikut ini diberikan pedaman dasar sebagai
langkah awal mendiaknosa gangguan atau kesalahan suatu
rangkaian.
Dan ingat dalam melakukan pemerika\saan dan perbaikan
harus diperhatikan Standart Opertional Procedur ( SOP ) yang
berlaku dan disepakati.
ANALISA GANGGUAN RANGKAIAN CATU DAYA
GEJALA KESALAHAN
Kesalahan Transformator:
1. output DC nol dan tegangan
sekonder
tidak ada.
Rangkaian input AC terbuka atau
sekring putus.
2. ouput DC rendah dan
transformer putus
Lilitan trafo primer dan sekumder
hubung singkat
Kesalahan Penyearah:
1. output DC rendah dengan riple
50 Hz
Rangkaian dioda penyearah
terbuka
2. sekring putus arus lebih
transformator
baik.
Rangkaian dioda hubung singkat.
3. rangkaianbekerja baik, tetapi Tahanan dioda terlalu besar
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 46
output DC rendah dari yang
seharusnya
(tegangan jatuh saat forward
besar)
Kesalahan Filter kapasitor:
1. output DC rendah dengan
level riple tinggi. Regulasi
sangant jelek.
Filter kapasitor rangkaian
terbuka.
2. sekring putus Filter kapasior hubung singakat
3. output DC rendah dengan
naiknya level riple, regulasi
jelek
Filter kapasitor bocor
LATIHAN MENCARI GANGGUAN/KESALAHAAN
1. Zener Regulator
Dari gambat 2.1 apa yang akan terjadi bila:
a. RS putus (rangkaian terbuka)
b. Dioda zener putus (rangkaian terbuka)
c. Dioda zener hubung singkat.
+ Rs 82
12 v Vz
6,8 v RL 135
-
Regulator Beban
Gambar 2.1 Zener regulator
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 47
+ Open circuit
12 v 6,8 v RL
Gambar 2.1a. RS terbuka
Rs = 82
Zener diode RL
Open circuit 135
GAMBAR 2.1 b. Zener terbuka
Rs = 82
Short circuit
(zero ohm)
RL
135
Gambar2.1c. Zener hubung singkat
2. Regulator Seri
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 48
Uin Q1 Vo
Rs IB
RL
Vz
Gambar 2.2 regulasi seri
Analisa rangkaian diatas bila terjadi:
a. Rs rangkaian terbuka
b. Zener rangkaian terbuka
c. Zener hubung singkat
d. Transistor hubung singkat
3. IC Regulator
Vo
+20 v
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 49
7805
R1
220
RL
R2
320
0
Gambar 2.3 Regulator
Analisa rangkaian diatas bila terjadi:
a. R1 rangkaian tebuka
b. R2 hubung singkat
c. RL rangkaian terbuka
Test formatif
1. Apa yang terjadi jika diode terbuka?
2. Apa yang terjadi jika filter capasitor putus?
3. Apa yang terjadi jika filter capasitor hubung singkat?
4. Mengapa komponen semikonduktor mudah sekali rusak?
c. Rangkuman
1. Gangguan yang banyak terjadi pada rangkaian catu daya
diakibatkan oleh beban yang terus menerus yang dipikul
oleh catu daya.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 50
2. Untuk mencari kerusakan catu daya langkah-langkah nya:
Mencari penyebab kerusakan, memeriksa rangkaian dan
komponen yang rusak dengan melakukan pengukuran.
Lembar Kerja
Alat dan Bahan
1. Multimeter ..................................... 1 buah
2. Osiloskop ....................................... 1unit
3. Adaptor........................................... 1 buah
4. Obeng ........................................... 1 buah
5. Solder dan Tenol ........................... 1 buah
6. Kabel penghubung ........................ secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Periksalah terlebih dahulu semua peralatan sebelum
digunakan!
2. Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar
kegiatan belajar!
3. Hati-hati dalam penggunaan peralatan pratikum!
Langkah Kerja
1. Perikslah semua alat dan bahan sebelum digunakan dan
pastikan semua alat dan bahan dalam keadaan baik!
2. Bukalah tutup adaptor dan periksa rangkaian dalam kondisi
baik
3. Setelah disetujui instruktur, hubungkanlah rangkaian
sumber tegangan 220 V!
4. Amatilah sinyal keluaran pada R dengan menggunakan CRO
dan catatlah bentuk gelombangnya dengan teliti!
5. Ukurlah tegangan DC pada R dengan multimeter!
6. Setelah percobaan diatas selesai maka cabutlah komponen
C filter dan ulungi langkah no. 5!
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 51
7. Kemudian pasanglah filter C dengan nilai yang lebih rendah
missal 100 uF, dan lakukanlah kembali langkah No. 5!
8. Bandingkan hasil pengamatan No. 5 dengan No. 8.
9. Jika telah selesai semua maka lepaskan sumber AC dan
kembalikan semua alat dan bahan ketempat semula.
10. Jika telah selesai semua maka lepaskan sumber AC
dan kembalikan semua alat dan bahan ketempat semula.
KEGIATAN BELAJAR 3.
MEMODIFIKASI ADAPTOR
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 52
PENDAHULUAN
Pada kegiatan belajar 3 ini membahas materi pemelajaran tentang cara
memodifikasi adaptor, peserta diklat dipersiapkan agar dapat
memahami dan membuat adaptor dengan tegangan output yang
bervariasi dan membuat adaptor dengan tegangan output variable.
a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran
Setelah menyelesaikan pemelajaran ini diharapkan peserta diklat
dapat:
1. Menjelaskan prinsip kerja regulator tegangan positip
2. Menjelaskan prinsip kerja regulator tegangan yang dapat diatur
3. Menjelaskan prinsip kerja regulator tegangan negatip
b. Uraian Materi
1. Regulator Tegangan Seri
Secara blok diagram regulator tegangan seri dapat ditunjukkan
pada gambar 3.1 Meskipun secara fisik masing-masing blok agak
sulit diidentifikasi dalam rangkaian yang sesungguhnya, namun
secara fungsional blok-blok tersebut menunjukkan kerjanya.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 53
Elemen Kontrol
Rangkaian Sampling
Masukan(Tak-terregulasi)
Keluaran(Terregulasi)
Gambar 3.1 Blok Diagram Regulator Tegangan Seri
Pada blok diagram tersebut, elemen kontrol yang dihubung seri
dengan beban mengontrol besarnya tegangan masukan yang
akan menuju keluaran. Tegangan keluaran dicuplik oleh
rangkaian sampling sehingga diperoleh tegangan umpan balik
untuk kemudian dibandingkan dengan tegangan referensi.
1. Apabila tegangan keluaran naik, maka rangkaian pembanding
memberikan sinyal kontrol kepada elemen kontrol sehingga
elemen kontrol ini menurunkan besarnya tegangan keluaran.
Dengan demikian elemen kontrol berusaha untuk
menyetabilkan tegangan keluaran.
2. Apabila tegangan keluaran turun, maka rangkaian pembanding
memberikan sinyal kontrol kepada elemen kontrol sehingga
elemen kontrol ini menaikkan besarnya tegangan keluaran.
Dengan demikian elemen kontrol berusaha untuk
menyetabilkan tegangan keluaran.
Beberapa contoh rangkaian regulator tegangan seri akan
dijelaskan berikut ini.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 54
Rangkaian Pembanding
TeganganReferensi
Gambar 3.2 merupakan rangkaian regulator tegangan seri yang
sederhana, yakni menggunakan sebuah transistor dan sebuah
dioda zener. Transistor Q1 berfungsi sebagai elemen kontrol dan
dioda zener berfungsi untuk memberikan tegangan referensi
sebesar Uz. Prinsip kerja rangkaian regulator tersebut adalah
sebagai berikut:
1. Apabila tegangan masukan (Ui) turun, maka tegangan keluaran
(Vo) cenderung akan turun. Tegangan Vo yang turun ini bila
dibanding dengan tegangan referensi (Uz) yang tetap, maka
akan menyebabkan tegangan VBE menjadi lebih besar dengan
kata lain transistor Q1 menjadi lebih menghantar. Istilah
transistor lebih menghantar berarti arus IC lebih besar,
sehingga VCE lebih kecil dan turun tegangan pada RL menjadi
lebih besar. Dengan demikian apabila tegangan Vi turun maka
transistor akan berusaha menyetabilkan tegangan Vo dengan
jalan menaikkannya.
2. Apabila tegangan masukan (Vi) naik, maka tegangan keluaran
(Vo) cenderung akan naik. Tegangan Vo yang naik ini bila
dibanding dengan tegangan referensi (Vz) yang tetap, maka
akan menyebabkan tegangan VBE menjadi lebih kecil dengan
kata lain transistor Q1 menjadi kurang menghantar. Istilah
transistor kurang menghantar berarti arus IC lebih kecil,
sehingga VCE lebih besar dan turun tegangan pada RL menjadi
lebih kecil. Dengan demikian apabila tegangan Vi naik maka
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 55
Gambar 3.2. Rangkaian Regulator Seri 1 Transistor
transistor akan berusaha menyetabilkan tegangan Vo dengan
jalan menurunkannya.
Untuk mendapatkan hasil penyetabilan yang lebih baik,
gambar 8 tersebut diperbaiki dengan menambah sebuah
transistor lagi seperti ditunjukkan pada gambar 3.3 berikut.
Gambar 3.3. Rangkaian Regulator Seri 2 Transistor
Pada rangkaian regulator ini (gambar 3.3), R1 dan R2 berfungsi
sebagai rangkaian sampling yang akan mencuplik tegangan
keluaran. Kenaikan atau penurunan tegangan akan dirasakan
pada kaki Basis Q2. Sedangkan Dioda zener memberikan
tegangan referensi yang tetap sebesar Vz. Kondisi Q2 akan
mengontrol arus basis transistor Q1 yang kemudian akan
mengontrol arus yang mengalir (IC) pada transistor Q1 tersebut
dan akhirnya dapat menyetabilkan tegangan keluaran.
Prinsip kerja rangkaian regulator tersebut adalah sebagai berikut:
1. Apabila tegangan masukan (Vi) turun, maka tegangan keluaran
(Vo) cenderung akan turun. Penurunan Vo ini dirasakan oleh
pembagi tegangan R1 dan R2, sehingga tegangan VB pada Q2
akan turun. Oleh karena Vz tetap, maka VBE2 akan turun.
Selanjutnya Q2 kurang menghantar, yang berarti arus IC2
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 56
menurun. Karena kolektor Q2 langsung terhubung ke basis Q1,
maka VBE1 menjadi naik (disebabkan VC2 naik atau IC2 turun),
dengan kata lain transistor Q1 menjadi lebih menghantar.
Istilah transistor lebih menghantar berarti arus IC1 lebih besar,
sehingga VCE1 lebih kecil dan turun tegangan pada RL menjadi
lebih besar. Dengan demikian apabila tegangan Vi turun maka
transistor akan berusaha menyetabilkan tegangan Vo dengan
jalan menaikkannya.
2. Apabila tegangan masukan (Vi) naik, maka tegangan keluaran
(Vo) cenderung akan naik. Kenaikan Vo ini dirasakan oleh
pembagi tegangan R1 dan R2, sehingga tegangan VB pada Q2
akan naik juga. Oleh karena Vz tetap, maka VBE2 akan naik.
Selanjutnya Q2 menjadi lebih menghantar, yang berarti arus
IC2 menjadi naik. Karena kolektor Q2 langsung terhubung ke
basis Q1, maka VBE1 menjadi turun (disebabkan VC2 turun
atau IC2 naik), dengan kata lain transistor Q1 menjadi kurang
menghantar. Istilah transistor kurang menghantar berarti arus
IC1 menjadi turun, sehingga VCE1 lebih besar dan turun
tegangan pada RL menjadi lebih kecil. Dengan demikian
apabila tegangan Vi naik maka transistor akan berusaha
menyetabilkan tegangan Vo dengan jalan menurunkannya.
Turun tegangan pada R2 , VR2 (atau VB2) adalah:
VB2 = VR2 = {R2/(R1 + R2)}. Vo
Sedangkan pada masukan Q2 berlaku:
VB2 = VBE2 + Vz
Sehingga diperoleh persamaan tegangan keluaran sbb:
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 57
Vo = {(R1 + R2)/R2}. (Vz + VBE2)
Contoh rangkaian regulator tegangan seri dengan menggunakan
transistor dan Op-Amp (Op-Amp akan dibicarakan pada bab
mendatang) ditunjukkan pada gambar 3.4. Pada rangkaian ini Op-
Amp akan membandingkan tegangan umpan balik yang dicuplik
dari keluaran dengan tegangan referensi Vz. Apabila tegangan
keluaran bervariasi, maka Op-Amp akan mengontrol arus basis
Q1, sehingga Q1 dapat menyetabilkan tegangan keluaran Vo.
Tegangan keluaran Vo dapat diperoleh dengan persamaan
berikut:
Gambar 3.4. Rangkaian regulator tegangan seri dengan Op-Amp
2. Regulator Tegangan Paralel
Regulator tegangan paralel melakukan pengontrolan tegangan
keluaran Vo dengan cara melewatkan sebagian arus beban (arus
keluaran) melalui komponen pengontrol yang terhubung paralel
dengan beban. Regulator ini terutama dipakai untuk beban
bervariasi. Istilah beban ringan berarti memerlukan arus kecil,
sehingga tegangan beban (tegangan keluaran, Vo) cenderung
untuk naik. Sedangkan beban berat berarti memerlukan arus
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 58
Vo = {1 + (R1/R2)}. (Vz)
besar, sehingga tegangan beban (tegangan keluaran, Vo)
cenderung untuk turun. Secara blok diagram regulator tegangan
paralel terlihat pada gambar 3.5.
Gambar 3.5 Blok Diagram Regulator Tegangan Paralel
Pada regulator tegangan paralel, sebagian arus yang berasal dari
tegangan masukan (Vi) juga dilewatkan ke elemen kontrol (Ish)
disamping diberikan ke beban (IL). Apabila terjadi perubahan
beban (IL naik atau turun), maka tegangan keluaran juga
cenderung untuk berubah. Perubahan ini dirasakan oleh
rangkaian sampling yang kemudian akan memberikan sinyal
umpan balik kepada pembanding. Rangkaian pembanding
berdasarkan sinyal umpan balik dan tegangan referensi akan
memberikan sinyal ke pengontrol agar dapat mengalirkan arus Ish
sesuai dengan kebutuhan, sehingga memberikan efek
penyetabilan tegangan keluaran Vo.
Contoh rangkaian regulator tegangan paralel yang sederhana
dapat dilihat pada gambar 3.6. Transistor Q1 berfungsi sebagai
elemen kontrol yang melewatkan sebagian arus beban guna
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 59
Elemen Kontrol
Rangkaian Pembanding
Rangkaian Sampling
Masukan(Tak-terregulasi)
Keluaran(Terregulasi)
TeganganReferensi
RL
RS
Ish
menyetabilkan tegangan keluaran. Tegangan referensi diperoleh
dari Vz. Apabila beban (RL) turun, maka tegangan VBE1 turun,
sehingga transistor menjadi kurang menghantar. Oleh karena itu
arus IC juga turun, dan arus beban menjadi naik. Dengan
demikian transistor berusaha untuk menaikkan tegangan output
(sehingga menjadi stabil) dengan cara menurunkan jumlah arus
yang melewati transistor dan menaikkan arus ke beban.
Tegangan keluaran regulator tersebut adalah:
Vo = Vz + VBE
Gambar 3.6. Regulator Tegangan Paralel 1 Transistor
Untuk mendapatkan hasil penyetabilan yang lebih baik, dapat
digunakan tambahan sebuah Op-Amp seperti ditunjukkan pada
gambar 3.7. Perubahan beban akan dirasakan oleh rangkaian
sampling yang berupa pembagi tegangan R1 dan R2. Kemudian
sinyal umpan balik ini dibandingkan dengan tegangan referensi
oleh Op-Amp untuk selanjutnya digunakan sebagai sinyal
pengontrol tarnsistor Q1. Besarnya tegangan keluaran dapat
dihitung dengan persamaan berikut.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 60
Vo = {1 + (R1/R2)}. (Vz)
Gambar 3.7. Rangkaian Regulator Tegangan Paralel dengan Op-Amp.
3. Regulator Tegangan IC
Apabila dikehendaki suatu tegangan keluaran stabil yang bisa
diatur, maka dapat digunakan IC regulator LM317; LM 117; LM
338; LM 138 dll untuk tegangan positip. Sedang IC regulator
LM337; LM137; dll untuk tegangan negatip. Contoh penggunaan
IC LM317 dalam rangkaian regulator tegangan dapat dilihat pada
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 61
In Out LM317
ADJ
IADJ
Vref
gambar 3.8. Tegangan keluaran IC LM317 bisa diatur dari 1.2 Volt
sampai 37 Gambar 3.8. Regulator Tegangan IC Lm317
Pada gambar 3.8 tersebut, tegangan keluaran dapat diatur
dengan mengubah harga R2 (perbandingan R1 dan R2).
Dimana harga tipikal untuk IC tersebut, Vref = 1.25 V dan Iadj =
100 A.
Tabel 2. Spesifikasi Tegangan dan Arus IC Regulator yang bisa diatur
IC Arus (A) Tegangan (V)
LM196K; LM396K 10 1.25 – 15
LM138K; LM338K 5 1.2 – 32
LM117; LM317 1.5 1.2 –37
LM137; LM337 1.5 -1.2 - -37
(Sumber: Linier Databook 3)
Contoh:
Tentukan tegangan keluaran gambar 8, bila diketahui R1 = 240
dan R2=2.4 K.
Penyelesaian:
Vo = Vref {1 + (R2/R1)} + Iadj x R2
= 1.25 V {1 + (2400/240)} + (100 A) (2400)
= 13.75 V + 0.24 V = 13.99 V
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 62
Vo = Vref {1 + (R2/R1)} + Iadj.R2
4. Regulator Positip
Regulator tegangan positif dimana outputnya dapat diatur
antara lain: LM 117, LM 217, LM 317
Pada gambar 3.9 diperlihatkan rangkaian IC Positip regulator
yang digunakan sebagai sumber arus.
U in I out
+12 v
R1
IQ U out
R2
0 v
gambar 3.9 regulator tegangan tetap
Dari rangkaian diatas, tegangan output dihasilkan dari
penjumlahan UR1 dan UR2
Tegangan output , U0 = UR1 + UR2
Dimana tegangan UR1 adalah tegangan output IC regulator
7805 yaitu sebesar 5 volt.
UR1
IR1 = --------
R1
IR2 = IR1 + IQ
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 63
LM 317
Tegangan pada R2 adalah:
UR2 = IR2 x R2
Pada gambar 3.10 diperlihatkan rangkaian tegangan output
yang diukur dari pembebanan (R load)
U in I out
R1
IQ U out
IL Beban
0 v
Gambar 3.10 Regulator arus
U Reg
IL = ------------ + I Q
R
Teganga output adalah U out = IL x R Load
Dimana IQ adalah arus pada regulator ,dan U Reg batas
tegangan regulator
5. Regulator Tegangan Yang dapat Diatur
Konsep baru dalam rangkaian regulator yang tegangan
outputnya dapat diatur adalah regulator daya. Regulator
tegangan positif dimana outputnya dapat diatur antara lain:
LM 117, LM 217.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 64
LM 317
Regulator LM 317 dapat memberika arus keluaran (output)
lebih dari 1,5 amper dengan tegangan antara 1,2 volt sampai
37 volt.
dan IC LM 350 mampu memberikan arus 3A dan jangkauan
tegangan output 1,2 V sampai 33 V.
Gambar 3.11 memberikan dasar rangkaian regulator yang
dapat diatur tegangan outputnya.
V in
R1 1,25 v
IQ
RL UO
R2
U R2
0 v
Gambar 3.11 regulator teganagan output dapat diatur
U Reg
Arus regulator adalah I Reg = -------
R1
Tegangan output diperoleh dari rumus:
U Rreg
U out = U Reg + ( -------- + IQ ) R 2
R1
Atau
R2
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 65
IC.Reg
U out = U Reg + ( ----- + 1 ) + IQ R 2
R1
6. Regulator Tegangan Negatif
Pada rangkaian operational amplifier dan microprocessor
dibutuhkan catu daya yang membutuhkan dua polaritas
sumbertegangan, misal +5V dan -5V.
Seri LM 79XXC, LM 79LXX adalah regulator tegangan negatif 3
terminal.
Seri LM 79XXC dikemas dalam kemasan daya TO-200 dan
mampu mengeluarkan arus 1,5 amper.
Sifat-sifat regulatorLM79XXC adalah sebagai berikut:
a. Mempunyai pengaman daerah,hubung singkat dan termik
b. Penindasan kerut (ripple) tinggi
c. Arus keluara 1,5 A
d. Tegangan keluaran stelan pendahuluan 4%
Untuk seri LM79LXX AC ,piranti ini telah dirancang untuk
mengeluarkan tegangan tetap dan dapat diperoleh dalam
kemsan TO-92 dengan 3 kawat.
Sifat-sifat regulator ini adalah sebagai berikut:
a. Arus keluaran 100mA
b. Mudah dikompensasi dengan kodensator kapasitas kecil 0,1
μ A
c. Mudah distel untuk tegangan keluaran tinggi
d. Penyimpangan tegangan keluaran stelan ± 5 %
Gambar 3.12 memperlihatkan regulator negatif tiga terminal
yang tegangan outputnya dapat diatur
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 66
Gambare 3.12 regulator negative
7. Catu daya Dua Polaritas
Contoh diagram rangkaian pada gambar 3.13 menggunakan
LM 340 positif regulator yang dihubung dengan negatif
regulator LM 320.
D1 dan D2 adalah dioda proteksi bekerjanya regulator pada
common load dan akan membatasi arus hubung singkat
regulator.
Jenis rangkaian kombinasi regulator positip dan negatip adalah
sebagai berikut:
1. Suplai 15 volt , 1A
LM 340 T, LM 320-15 , (D1 D2 IN 4720 )
2. Suplai 12 volt , 1 A
LM 340 T-12 , LM 320 T-12 , (D1 D2 IN 4720 )
3. Suplai 15 volt , 200mA
LM 342H-15 , LM 320 T –15 , (D1 D2 IN 4001 )
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 67
79XX
Gambar 3.13 dasar catu daya dua tegangan
c. Rangkuman
1. Rangkaian adaptor bisa di modivikasi dengan membuat
tegangan output yang bervariasi
2. Regulator tegangan positip dipakai IC dengan type 78xx
3. Regulator tegangan negatip dipakai IC dengan type 79xx
4. Untuk memperkuat arus suatu adaptor bisa dengan
menambahkan transistor.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 68
Lembar Kerja
Alat dan Bahan
1. Multimeter ........................................ 1 buah
2. Osiloskop ........................................... 1 unit
3. Dioda IN 4002 .................................. 4 buah
4. Trafo step down ................................ 1 buah
5. R = 1 KΩ, 330Ω, 470Ω, 680Ω ............ 1 buah
6. Dioda Zener = 5,6 V .......................... 1 buah
7. Transistor = BC 109 ......................... 2 buah
8. R Potensio = 500 ............................... 1 buah
9. Kabel penghubung ............................ secukupnya
Kesehatan dan Keselamatan Kerja
1. Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun pasif
Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar kegiatan
belajar!
2. Hati-hati dalam penggunaan peralatan pratikum!
Langkah Kerja
1. Perikslah semua alat dan bahan sebelum digunakan dan
pastikan semua alat dan bahan dalam keadaan baik!
2. Buatlah rangkaian penyearah gelombang penuh system
jembatan yang disertai dengan filter C sesuai dengan
Gambar dibawah!
Buatlah rangkaian regulator seri dengan 2 transistor seperti
Gambar berikut
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 69
Gambar Rangkaian Reguator Seri dengan 2 Transistor
3. Hubungkan rangkaian regulator ini pada keluaran penyearah!
4. Setelah rangkaian disetujui, masukkan tegangan listrik PLN 220
V ke primer trafo stepdown!
5. Aturlah P1 dari minimum hingga maksimum, Catatlah
tegangan output (Vo) dengan multimeter!
P1 minimum, Vo = …….
P1 tengah, Vo = …….
P1 maksimum, Vo = …….
6. Kemudian aturlah P1 pada posisi tengah.
7. Aturlah tegangan catu daya Vi sesuai Tabel 1. dan amati
tegangan Vo, Masukkan hasil pengukuran pada Tabel 1!
Tabel 1. Pengamatan Regulator Seri dengan 2 Transistor
5 6 7 8 9 1
0
1
1
1
2
1
3
1
5
V
o
8. Buatlah kurva output yang menunjukkan kaitan antara
tegangan input dan tegangan output dari Tabel tersebut!
9. Aturlah P1 sehingga menghasilkan tegangan output = 10 V!
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 70
470
330
P1500
680
+Ui +Uo
Zener = 5,6 V
Selanjutnya pasanglah sebuah potensiometer seri dengan
miliamper pada terminal output. Dengan demikian bila potensio
diatur, maka beban akan berubah.
10. Aturlah potensiometer, sehingga diperoleh data pada Tabel 2.
Semakin besar Io berarti semakin kecil R potensio (semakin berat
beban).
Tabel 2. Pengaturan Potensiometer
Io (mA) 0 5 10 15 20
Vo
(Volt)
10
Buatlah kuva regulasi yang menunjukkan kaitan antara arus
output dengan tegangan output!
Lepaskan dan kembalikan semua alat dan bahan partikum
ketempat semula!
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 71
Test Formatif
1. Jelaskan secara blok diagram cara kerja regulator tegangan seri!
2. Hitung berapa tegangan output yang dihasilkan dari rangkaian
regulator tegangan gambar dibawah ini;
R1
IQ = 50 mA 100
Us = 20 v U0
R2
180
3.
1 k
Us = 20 v RL
Uz = 8,2 v
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 72
7805
7812
4.
V in
+20 v IQ =50 μA
R1 1,25 v
220
R2
Rp
2k URp
0 v
Gambar regulator teganagan menggunakan LM 317
Dari gambar diatas coba anda analisa prinsip kerjanya dan
jawablah pertanyaan dibawah ini., bila IQ = 50 μ A
a. Berapa tegangan pada Rp bila harga Rp diset pada nol ohm?
b. Berapa tegangan output bila Rp diset pada nol ohm tersebut?
Bila Rp diset ke maksimum 2 kilo ohm, hitung tegangan output
rangkaian catu daya.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 73
LM317
BAB. III
EVALUASI
A. Instrumen Penilaian
No. KriteriaSkor(1-10)
Bobot Nilai Keterangan
1. Aspek Kognitif 2
Syarat lulus:Nilai minimal 70
2. Kebenaran rangkaian
3
3.Langkah kerja dan kecepatan kerja
2
4.Perolehan data, analisis data dan interpretasi
2
5. Keselamatan Kerja
1
Nilai Akhir
TES TEORI
Rangkaian Penyearah
Untuk setiap setiap pertanyaan, pilihlah jawaban yang paling benar
a,b,c atau d
1. Pada rangkaian penyearah 1 fasa setengah gelombang dibutuhkan dioda minimal:
a. 1 b. 2 c. 3 d. 4
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 74
2. Perbandingan tegangan output dan input penyearah setengah
gelombang adalah:
a. 0,3 b. 0,35 c. 0,4 d. 0,45
3. Frekuensi tegangan kerut (ripple ) dari output penyearah setengah
gelombang adala:
a. 25 Hz b. 50 Hz c. 75 Hz d. 100Hz
4. Frekuensi tegangan kerut (ripple ) dari output penyearah gelombang
penuh adalah:
a. 25 Hz b. 50 Hz c. 100 Hz d. 200 Hz
5. Pilter pada rangkaian penyearan digunakan untuk:
a. menaikkan tegangan kerut (ripple)
b. menaikkan frekuensi ripple
c. mengurang tegangan beban
d. mengurangi tegangan ripple
6. Pilter dihubungkan:
a. sebelum penyearah
b. antara penyearah dengan beban
c. sesudah beban
d. sesudah regulator
7. Bila kapasitor digunakan sebagai filter, maka haru dihubungkan:
a. paralel dengan beban
b. seri dengan beban
c. pralel dengan dioda pnyearah
d. paralel dengan input penyearah
8. Bila induktor digunakan sebagai filter, maka haru dihubungkan:
a.paralel dengan beban
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 75
b. seri dengan beban
c.pralel dengan dioda pnyearah
d. paralel dengan input penyearah
9. Hitung tegangan output tanpa beban penyearah setengah gelombang
bila
dihubungka pada tegangan sumber 24 v ac:
a. 10 v b. 12v c. 10,8v d. 24 v
10. Hitung tegangan output pada beban bila penyearah gelombang
penuh
sistem jembatan dihubungkan dengan sumber 20 v ac.
a. 1,44 v b. 9 v c. 18 v d. 20 v
Regulator Zener
1. Tegangan jatuh/drop pada Rs dalam gambar 1 adalah:
Rs
30 V Uz 15 v RL
470
a. 0,6 v b. 0 v c. 15 v d. 30 v
2. Tegangan beban UL dalam rangkaia gambar 1 adala :
a. 10 v b. 15 v c. 30 v d. 0,6 v
3. Aruus beban IL dalam rangkaia gambar 1 adalah:
a. 10 mA b.20 mA c. 32 mA d. 39 Ma
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 76
4. Besarnya Rs dalam rangkaia gambar 1 adalah:
a. 100 b. 144 c.204 d.268
5 Jika zener dioda menjadi rengkaian terbuka ,maka tegangan
output adalah:
a. 18,5 v b. 15 v c. 30 v d. 0,5 v
IC Regulator
1. Regulator tegangan digunakan untuk:
a. mendapatkan arus beban konstan
b. mendapatkan tegangan beban konstan
c. mendapatkan tegangan sumber konstan
d. mendapatkan arus sumber konstan
2. Tegangan output regulator 7805 yang dihubungkan kesumber
tegangan
12 v adalah:
a. 5 v
b. 7 v
c. 8 v
d. 12 v
3. Tegangan output regulator 7805 yang dihubungkan kesumber
tegangan
4 v adalah:
a 5 v
b. 7 v
c. 8 v
d .4 v
4. Regulator tegangan tiga terminal dihubungkan pada:
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 77
a. Sebelum sumber tegangan input
b. Sesudah beban
c. Antara sumber dan beban
d. Antara penyearah dan filter
5. Regulator tegan tiga teminal 7912 ,output tegangan nya
adalah:
a. positif 12 v
b. negatif 12 v
c. negatif 7 v
d. positif 9 v
B.KUNCI JAWABAN
1. Kunci Jawaban Test Formatif
Test Formatif 1
1. Filter digunakan untuk lebih meratakan ripel sinyal keluaran
dari Catu daya adalah sumber tegangan DC yang digunakan
untuk memberikan tegangan atau daya kepada berbagai
rangkaian elektronika yang membutuhkan tegangan DC agar
dapat beroperasi.
2. Faktor ripel adalah perbandingan antara nilai komponen AC
(ripel) terhadap komponen DC dari penyearahan atau r =
Vr(rms)/Vdc.
3. penyearah.
4. a. Udc = 7,64 volt
b. I beban = 424,44mA
c. PIV dioda =12 volt
5. a. 8,2 volt
b. 3,8 volt
c. Imaks =11,5 mA
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 78
d. Iz = 3,3 mA
e. Disipasi daya Rs = 43,6 mW
Zd = 27 mW
RL = 67,24 mW
Test Formatif 2
1. Output tegangan DC jadi rendah dengan ripple 50 Hz
2. Output tegangan DC jadi rendah dengan level ripple tinggi
regulasi sangat jelek
3. Sekring putus karena arus lebih tapi trafo baik
4. Karena transistor sangat peka terhadap panas dan faktor
sentakan tegangan yang tiba-tiba.
Test Formatif 3
1. Cara kerja regulator tegangan seri secara blok diagram
adalah:
Pada blok diagram tersebut, elemen kontrol yang dihubung
seri dengan beban mengontrol besarnya tegangan masukan
yang akan menuju keluaran. Tegangan keluaran dicuplik oleh
rangkaian sampling sehingga diperoleh tegangan umpan
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 79
Elemen Kontrol
Rangkaian Pembanding
Rangkaian Sampling
Masukan(Tak-terregulasi)
Keluaran(Terregulasi)
TeganganReferensi
balik untuk kemudian dibandingkan dengan tegangan
referensi.
b. Apabila tegangan keluaran naik, maka rangkaian pembanding
memberikan sinyal kontrol kepada elemen kontrol sehingga
elemen kontrol ini menurunkan besarnya tegangan keluaran.
Dengan demikian elemen kontrol berusaha untuk
menyetabilkan tegangan keluaran.
c. Apabila tegangan keluaran turun, maka rangkaian
pembanding memberikan sinyal kontrol kepada elemen
kontrol sehingga elemen kontrol ini menaikkan besarnya
tegangan keluaran. Dengan demikian elemen kontrol
berusaha untuk menyetabilkan tegangan keluaran.
2. U output = 14 volt
3. U output = 11,8 volt
4. a. Uo = 0 volt
b. Uo = 1,25 volt
c. Uo = 11,45 volt
KUNCI JAWABAN SOAL TEORI
I. Tes Rangkaian Penyearah
1. a
2. d
3. b
4. c
5. d
6. b
7. a
8. b
9. c
10. c
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 80
II. Regulator Zener
1. d
2. b
3. c
4. c
5. a
III. Regulator Tegangan
1 .d
2. b
3. c
4. c
5. a
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 81
BAB. IVPENUTUP
Penutup:
Modul adalah suatu perangkat bahan ajar yang dirancang agar peserta
diklat dapat belajar secara mandiri. Dalam konteks kurikulum berbasis
kompetensi modul memegang peranan penting dimana peserta diklat
berada pada posisi aktif dalam belajar (active learning) dan guru lebih
berfungsi sebagai fasilitator.
Modul Memperbaiki/reparasi Power Supply Kecil dirancang agar setelah
menyelesaikan modul ini peserta diklat memiliki kompetensi dalam
Pengukuran, Pembuatan dan perbaikan/reparasi Adaptor sesuai dengan
standar kompetensi nasional.
Materi yang terdapat dalam modul ini mengacu pada kurikulum edisi
2004 untuk program keahlian elektronika audio video.
Tak ada gading yang tak retak, sumbang saran rekan-rekan guru sangat
diharapkan agar modul ini menjadi lebih baik dan dapat digunakan oleh
peserta diklat dengan baik sehingga kualitas sumber daya manusia
mendatang di bidang elektronika program audio vidio semakin
meningkat.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 82
DAFTAR PUSTAKA
Barry Davis, Under standing DC Power Suppllies, Prentice-Hall of
Australia Pty Ltd,1981
Edy Burnawi , Catu Daya , PPPGTeknologi Bandung ,1996
Emst Hornermann , Electrical Power Engineering Profinciecy Course,
GTZ GmbHEscbom ( Federal Republic of Germany ), 1988
Fardo and Patrick , Electrical Power Systems Technology , Howard
W.Sams &Co,Inc
James F.Lowe , Electronics for Electrical Trades , McGraw-Hill,Book
Company Sydney, 1977
Boylestad and Nashelsky. (1992). Electronic Devices and Circuit
Theory, 5th ed. Engelwood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc.
Floyd, T. (1991). Electric Circuits Fundamentals. New York: Merrill
Publishing Co.
Herman DS. (1996). Elektronika: Teori dan Penerapan. Yogyakarta: FPTK
IKIP Yogyakarta.
Malvino, A.P. (1993). Electronic Principles 5th Edition. Singapore:
McGraw-Hill, Inc.
Milman & Halkias. (1972). Integrated Electronics: Analog and
Digital Circuits and Systems. Tokyo: McGraw-Hill, Inc.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 83
Savant, Roden, and Carpenter. (1987). Electronic Circuit Design: An
Engineering Approach. Menlo Park, CA: The
Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc.
Stephen, F. (1990). Integrated devices: discrete and integrated.
Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc.
________ , (1988). Linier Databook 3. National Semiconductor
Corporation. 1988 edition.
________ , (1973). The TTL Data Book for Design Engineering 1st ed.
Texas Instruments, Inc.
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 84
LEMBAR PENILAIAN
Modul : RANGKAIAN PENTEARAH
Nama Peserta : ………………………
Nama Penilai : ………………………
Beri tanda ( √ )
No METODA
PENILAIAN
KOMPETEN BELUM
KOMPRTEN
KETERANGAN
1 Tertulis
2 Praktik
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 85
Hasil : Kompeten
Belun kompeten
CATATAN:
Tanada Tangan Peserta Tanada Tangan Penilai
Tanggal: ……………….
Modul: ELKA-MR.PS.001.A 86