Click here to load reader

BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sensor Suhu IC LM35repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/35027/3/Chapter II.pdf · memerlukan pembagian dengan konstanta tegangan yang besar dan keluarannya

  • View
    229

  • Download
    8

Embed Size (px)

Text of BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Sensor Suhu IC...

  • BAB II

    LANDASAN TEORI

    2.1 Sensor Suhu IC LM35

    Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM 35 yang dapat

    dikalibrasikan langsung dalam , LM 35 ini difungsikan sebagai basic temperature

    sensor seperti pada gambar 2.1

    Gambar 2.1.1 LM 35 basic temperature sensor

    IC LM 35 sebagai sensor suhu yang teliti dan terkemas dalam bentuk

    Integrated Circuit (IC), dimana output tegangan keluaran sangat linear berpadanan

    dengan perubahan suhu. Sensor ini berfungsi sebagai pengubah dari besaran fisis

    suhu ke besaran tegangan yang memiliki koefisien sebesar 10 mV /C yang berarti

    bahwa kenaikan suhu 1 C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV.

    IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar

    karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada

    Universitas Sumatera Utara

  • temperature ruang. Jangka sensor mulai dari 55C sampai dengan 150C, IC

    LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator

    tampilan

    catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 m A dari supplay sehingga

    panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 C di dalam suhu

    ruangan.

    Gambar 2.1.2 Rangkaian pengukur suhu

    LM 35 ialah sensor temperatur paling banyak digunakan untuk praktek, karena

    selain harganya cukup murah, linearitasnya juga lumayan bagus. LM35 tidak

    membutuhkan kalibrasi eksternal yang menyediakan akurasi C pada

    temperatur ruangan dan C pada kisaran -55 C to +150 C. LM35

    dimaksudkan untuk beroperasi pada -55 C hingga +150 C, sedangkan LM35C

    pada -40 C hingga +110 C, dan LM35D pada kisran 0-100C.

    LM35D juga tersedia pada paket 8 kaki dan paket TO-220. Sensor LM35 umunya

    akan naik sebesar 10mV setiap kenaikan 1C (300mV pada 30 C).

    Universitas Sumatera Utara

  • Gambar 2. 1.3 Bentuk Fisik LM 35

    Sensor suhu LM35 berfungsi untuk mengubah besaran fisis yang berupa suhu

    menjadi besaran elektri tegangan. Sensor ini memiliki parameter bahwa setiap

    kenaikan 1C tegangan keluarannya naik sebesar 10mV dengan batas maksimal

    keluaran sensor adalah 1,5V pada suhu 150C. Pada perancangan kita tentukan

    keluaran ADC mencapai full scale pada saat suhu 100C, sehingga tegangan

    keluaran tranduser (10mV/C x 100C) = 1V. Pengukuran secara langsung saat

    suhu ruang, keluaran LM35 adalah 0,3V (300mV). Tengan ini diolah dengan

    mengunakan rangkaian pengkondisi sinyal agar sesuai dangan tahapan masukan

    ADC. LM35 memiliki kelibihan kelebihan sebagai

    berikut:

    1. Di kalibrasi langsung dalam celsius

    2. Memiliki faktor skala linear + 10.0 mV/C

    3. Memiliki ketetapan 0,5C pada suhu 25C

    4. Jangkauan maksimal suhu antara -55C sampai 150C

    5. Cocok untuk applikasi jarak jauh

    6. Harganya cukup murah

    Universitas Sumatera Utara

  • 7. Bekerja pada tegangan catu daya 4 sampai 30Volt

    8. Memiliki arus drain kurang dari 60 uAmp

    9. Pemanasan sendiri yang lambat ( low self-heating)

    10. 0,08C diudara diam

    11. Ketidak linearanya hanya sekitar C

    12. Memiliki Impedansi keluaran yang kecil yaitu 0,1 watt untuk beban 1 mAmp.

    Sensor suhu tipe LM35 merupakan IC sensor temperatur yang akurat yang

    tegangan keluarannya linear dalam satuan celcius. Jadi LM35 memilik kelebihan

    dibandingkan sensor temperatur linear dalam satuan kelvin, karena tidak

    memerlukan pembagian dengan konstanta tegangan yang besar dan keluarannya

    untuk mendapatkan nilai dalam satuan celcius yang tepat. LM35 memiliki

    impedansi

    keluaran yang rendah, keluaran yang linear, dan sifat ketepatan dalam pengujian

    membuat proses interface untuk membaca atau mengotrol sirkuit lebih mudah. Pin

    V+ dari LM35 dihubungkan kecatu daya, pin GND dihubungkan ke Ground dan

    pin\ Vout- yang menghasilkan tegangan analog hasil pengindera suhu

    dihubungkan ke vin (+) dan ADC 0840.

    LM35DZ adalah komponen sensor suhu berukuran kecil seperti transistor

    (TO-92). Komponen yang sangat mudah digunakan ini mampu mengukur suhu

    hingga 100 derajad Celcius. Dengan tegangan keluaran yang terskala linear

    Universitas Sumatera Utara

  • dengan suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1 derajad Celcius, maka komponen

    ini sangat cocok untuk digunakan sebagai teman eksperimen kita, atau bahkan

    untuk aplikasi-aplikasi seperti termometer ruang digital, mesin pasteurisasi, atau

    termometer badan digital.

    LM35 dapat disuplai dengan tegangan mulai 4V-30V DC dengan arus pengurasan

    60 mikroampere, memiliki tingkat efek self-heating yang rendah (0,08 derajad

    Celcius).

    Btw, self-heating adalah efek pemanasan oleh komponen itu sendiri akibat adanya

    arus yang bekerja melewatinya. Untuk komponen sensor suhu, parameter ini harus

    dipertimbangkan dan diupakara atau di-handle dengan baik karena hal ini dapat

    menyebabkan kesalahan pengukuran. Seperti sensor suhu jenis RTD PT100 atau

    PT1000 misalnya, komponen ini tidak boleh dieksitasi oleh arus melebihi 1

    miliampere, jika melebihi, maka sensor akan mengalami self-heating yang

    menyebabkan hasil pengukuran senantiasa lebih tinggi dibandingkan suhu yang

    sebenarnya.

    Gambar 2.1.4 Skematik Rangkaian Dasar Sensor Suhu LM35-DZ

    Universitas Sumatera Utara

    http://telinks.files.wordpress.com/2010/04/lm35basic.jpg

  • Gambar diatas adalah gambar skematik rangkaian dasar sensor suhu LM35-DZ.

    Rangkaian ini sangat sederhana dan praktis. Vout adalah tegangan keluaran

    sensor yang terskala linear terhadap suhu terukur, yakni 10 milivolt per 1

    derajad celcius. Jadi jika Vout = 530mV, maka suhu terukur adalah 53 derajad

    Celcius.Dan jika Vout = 320mV, maka suhu terukur adalah 32 derajad Celcius.

    Tegangan keluaran ini bisa langsung diumpankan sebagai masukan ke rangkaian

    pengkondisi sinyal seperti rangkaian penguat operasional dan rangkaian filter,

    atau rangkaian lain seperti rangkaian pembanding tegangan dan rangkaian

    Analog-to-Digital Converter.

    Rangkaian dasar tersebut cukup untuk sekedar bereksperimen atau untuk

    aplikasi yang tidak memerlukan akurasi pengukuran yang sempurna. Akan tetapi

    tidak untuk aplikasi yang sesungguhnya. Terbukti dari eksperimen yang telah saya

    lakukan, tegangan keluaran sensor belumlah stabil. Pada kondisi suhu yang

    relatif sama, jika tegangan suplai saya ubah-ubah (saya naikkan atau turunkan),

    maka Vout juga ikut berubah. Memang secara logika hal ini sepertinya benar, tapi

    untuk instrumentasi hal ini tidaklah diperkenankan. Dibandingkan dengan tingkat

    kepresisian, maka tingkat akurasi alat ukur lebih utama karena alat ukur

    seyogyanya dapat dijadikan patokan bagi penggunanya. Jika nilainya berubah-

    ubah untuk kondisi yang relatif tidak ada perubahan, maka alat ukur yang

    demikian ini tidak dapat digunakan.Untuk memperbaiki kinerja rangkaian dasar di

    atas, maka ditambahkan beberapa komponen pasif seperti yang ditunjukkan pada

    gambar berikut ini.

    Universitas Sumatera Utara

  • Dua buah resistor 150K yang diparalel membentuk resistor 75K yang diseri

    dengan kapasitor 1uF. Rangkaian RC-Seri ini merupakan rekomendasi dari pabrik

    pembuat LM35. Sedangkan resistor 1K5 dan kapasitor 1nF membentuk rangkaian

    passive low-pass filter dengan frekuensi 1 kHz. Tegangan keluaran filter

    kemudian diumpankan ke penguat tegangan tak-membalik dengan faktor

    penguatan yang dapat diatur menggunakan resistor variabel. Dengan rangkaian

    ini, terbukti tegangan keluaran rangkaian ini jauh lebih stabil dibandingkan

    tegangan keluaran rangkaian dasar di atas. Dengan demikian akurasi pengukuran

    telah dapat ditingkatkan. Tegangan keluaran opamp dapat langsung diumpankan

    ke rangkaian ADC untuk kemudian datanya diolah lebih lanjut oleh

    mikrokontroler.

    Rangkaian tersebut telah saya aplikasikan pada Sistem Monitoring Suhu Air

    Pendingin Mesin Open-Mill di Pabrik Rol Karet USTEGRA Malang dengan

    performa yang baik dengan mikrokontroler AT89S52 dan ADC0809 serta

    Audible Warning System berbasis ISD1420.

    Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk

    mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor

    Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika

    elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki

    keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor

    suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan

    linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan

    rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

    Universitas Sumatera Utara

  • Meskipun tegangan sensor ini dapat mencapai 30 volt akan tetapi yang

    diberikan kesensor adalah sebesar 5 volt, sehingga dapat digunakan dengan catu

    daya tunggal dengan ketentuan bahwa LM35 hanya membutuhkan arus sebesar 60

    A hal ini berarti LM35 mempunyai kemampuan menghasilkan panas (self-

    heating) dari sensor yang dapat menyebabkan kesalahan pembacaan yang rendah

    yaitu kurang dari 0,5 C pada suhu 25 C.

    3 pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin diantaranya, pin 1

    berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan

    sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai

    dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan

    antar 4 Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV setiap

    derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut

    VLM35 = Suhu* 10 mV

    Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan

    suhu setiap suhu 1 C akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada

    penempatannya LM35 dapat ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen

    pada permukaan akan tetapi suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 C

    karena terserap pada suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan

    selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35

    sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau

    jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan

    dan suhu udara disekitarnya .

    Universitas Sumatera Utara

  • Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh oleh

    interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung yang ditanahkan

    sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna penerima dan simpangan

    didalamnya, juga dapat bertindak sebagai perata arus yang mengkoreksi pada

    kasus yang sedemikian, dengan mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin

    untuk ditanahkan. Berikut ini adalah karakteristik dari sensor LM35.

    1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara tegangan dan suhu

    10 mVolt/C, sehingga dapat dikalibrasi langsung dalam celcius.

    2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5C pada suhu 25 C seperti

    terlihat pada gambar 2.2.

    3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 C sampai +150 C.

    4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.

    5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 A.

    6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu kurang dari 0,1 C

    pada udara diam.

    7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban 1 mA.

    8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar C.

    Universitas Sumatera Utara

  • 2.2 Penampil LCD (Liquid Crystal Display)

    LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi

    sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Dipasaran tampilan LCD

    sudah tersedia dalam bentuk modul yaitu tampilan LCD beserta rangkaian pendukungnya

    termasuk ROM dll. LCD mempunyai pin data, kontrol catu daya, dan pengatur kontras

    tampilan.

    Sekarang LCD lebih dipilih daripada dot matriks, seven-segment LED atau Multi -

    segment LED untuk tampilan, disebabkan oleh selain harganya murah, LCD sudah mampu

    menampilkan huruf, angka bahkan grafik sekalipun serta dalam memprogramnya lebih

    mudah.

    LCD juga merupakan perangkat display yang paling umum dipasangkan di

    Mikrokontroller, Mengingat ukurannya yang kecil dan kemampuannya manampilkan

    karakter atau grafik yang lebih dibandingkan display 7segmen. Pada pengembangan

    sistem embedded LCD mutlak dipelukan sebagai sumber pemberi informasi utama,

    misalnya alat pengukur kadar gula darah, penampil jam, penampil counter putaran motor

    industri dan lainya.

    Berdasarkan jenis tampilan, LCD dapat dikelompokan menjadi beberapa jenis,

    yaitu:

    Segment LCD

    LCD ini berbentuk dari beberapa Sevent Segment Display atau Sixteen Segment

    Dispaly, namun ada juga yang mengabungkan keduanya. LCD ini sering dipakai

    untuk jam digital.

    Universitas Sumatera Utara

  • Dot Matrix character LCD

    LCD ini terbentuk dari beberapa Dot Matrix Display berukuran 5x7 atau 5x9 yang

    membentuk sebuah matriks yang lebih besar dengan berbagai kombinasi jumlah

    baris dan kolom. Kombinasi ini yang menentukan karakter yang dapat ditampilkan

    LCD tersebut. Seperti 2 baris x 20 karakter atau 4 baris 20 karakter.

    Graphic LCD

    LCD jenis ini masih berkembang saat ini. Resolasi LCD ini bervariasi,

    diantaranya 128x64, 128x128. Sekarang ini Graphic LCD banyak dipakai pada

    Handycam, laptop,telpon seluler (cellphone), monitor komputer dan lain

    sebagainya.

    2.3.1 Register LCD

    Register yang terdapat di LCD adalah sebagai berikut:

    IR (Intruction Register)

    Digunakan untuk menentukan fungsi yang harus dikerjakan oleh LCD serta

    pengalamatan DDRAM atau CGRAM.

    DR (Data Register)

    Digunakan sebagai tempat data DDRAM atau CGRAM yang akan ditulis atau

    dibaca oleh komputer atau sistem minimum. Saat dibaca, DR menyimpan data

    DDRAM atau CGRAM, setelah itu data alamatnya secara otomatis masuk ke DR.

    Pada waktu menulis, cukup lakukan inisialisasi DDRAM atau CGRAM, kemudian

    untuk selanjutnya data dituliskan ke DDRAM atau CGRAM sejak awal alamat

    tersebut.

    Universitas Sumatera Utara

  • BF (Busy Flag)

    Digunakan untuk bahwa LCD dalam keadaan siap atau sibuk. Apabila LCD

    sedang melakukan operasi internal, BF diset menjadi 1, sehingga tidak akan

    menerima perintah dari luar. Jadi, BF harus dicek apakah telah diriset menjadi 0

    ketika akan menulis LCD (memberi data pada LCD). Cara untuk menulis LCD

    adalah dengan mengeset RS menjadi 0 dan mengeset R/W menjadi 1.

    AC (Address Counter)

    Digunakan untuk menunjukan alamat pada DDRAM atau CGRAM dibaca atau

    ditulis, maka AC secara otomatis menunjukan alamat berikutnya. Alamat yang

    disimpan AC dapat dibaca bersamaan dengan BF.

    DDRAM (Display Data Random Access Memory)

    Digunakan sebagai tempat penyimpanan data yang sebesar 80 byte atau 80

    karakter. AC menunjukan alamat karakter yang sedang ditampilkan.

    CGROM (\Character Generator Read Only Memory)

    Pada LCD terdapat ROM untuk menyimpan karakter-karakter ASCII (American

    Standart Code for Interchage Intruction), sehingga cukup memasukan kode ASCII

    untuk menampilkanya.

    CGRAM (Character Generator Random Access Memory)

    Sebagai data storage untuk merancang karakter yang dikehendaki. Untuk

    CGRAM terdapat kode ASCII dari 00h sampai 0Fh, tetapi hanya 8 karakter yang

    disediakan. Alamat CGRAM hanya 6 bit, 3 bit untuk mengatur tinggi karakter dan

    3 bit tinggi menjadi 3 bit rendah DDRAM yang menunjukan karakter, sedangkan

    3 bit rendah sebagai posisi data CGRAM untuk membuat tampilan baris dalam dot

    Universitas Sumatera Utara

  • matriks 5x7 karakter tersebut, dimulai dari atas. Sehingga karakter untuk kode

    ASCII 00h sama dengan 09h sampai 07h dengan 0Fh. Dengan demikian untuk

    perancangan 1 karakter memerlukan penulisan data ke CGRAM samapai 8 kali.

    Cursor and Blink Control circuit

    Merupakan rangkaian yang menghasilkan tampilan kursor dan kondisi blink

    (berkedap-kedip).

    Sebagai bahasan berikut adalah modul LCD 4x20 karakter yang akan digunakan dalam

    proyek akhir ini. Salah satu alasan mengapa modul LCD dipakai dalam proyek akhir ini

    adalah kenyataan bahwa modul LCD relatif jauh lebih sedikit memerlukan daya

    ketimbang modul-modul display berbasis LED. Selain itu desain LCD lebih kompak

    dan dimensinya juga lebih kecil. Dengan mikrokontroler kita dapat mengendalikan

    suatu peralatan agar dapat bekerja secara otomatis. Untuk mengakses LCD 4x20 harus

    melakukan konfigurasi pin dari LCD dengan pin I/O mikrokontroler tersebut.

    Gambar 2.2. LCD 4 x 20 karakter

    Berikut tabel deskripsi pin pada LCD :

    Universitas Sumatera Utara

  • Pin Simbol I/O Deskripsi

    1 VSS -- Ground

    2 VCC -- + 5 V power suplay

    3 VEE -- Power suplay source to control contrast

    4 RS I Register select: RS = 0 to select instruksi.

    Command register; RS =1 to selsct data reg.

    5 R/W I Read/Write: R/W =0 for write, R/W= 1 for read

    6 E I Enable

    7 DB0 I/O The 8-bit data bus

    8 DB1 I/O The 8-bit data bus

    9 DB2 I/O The 8-bit data bus

    10 DB3 I/O The 8-bit data bus

    11 DB4 I/O The 8-bit data bus

    12 DB5 I/O The 8-bit data bus

    13 DB6 I/O The 8-bit data bus

    14 DB7 I/O The 8-bit data bus

    Tabel 2.2. Deskripsi pin pada LCD

    Universitas Sumatera Utara

  • 2.3 Catu Daya

    Power Supply merupakan pemberi sumber daya bagi perangkat elektronika.

    Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh power supply arus searah DC (direct

    current) yang stabil agar dapat dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu

    daya DC yang paling baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya

    lebih besar, sumber dari baterai tidak cukup. Sumber catu daya yang besar adalah

    sumber bolak-balik AC (alternating current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk

    itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat mengubah arus AC menjadi

    DC. Pada tulisan kali ini disajikan prinsip rangkaian catu daya ( power supply)

    linier mulai dari rangkaian penyearah yang paling sederhana sampai pada power

    supply dengan regulator zener, op amp dan regulator 78xx. Rangkaian penyearah

    sudah cukup bagus jika tegangan ripple-nya kecil, namun ada masalah stabilitas.

    Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan outputnya juga akan naik/turun.

    Seperti rangkaian penyearah di atas, jika arus semakin besar ternyata tegangan dc

    keluarnya juga ikut turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup

    mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi

    tegangan keluaran ini menjadi stabil.

    Rangkaian regulator yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 6. Pada

    rangkaian ini, zener bekerja pada daerah breakdown, sehingga menghasilkan

    tegangan output yang sama dengan tegangan zener atau Vout = Vz. Namun

    rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA.

    Universitas Sumatera Utara

    http://belajar-elektronika.com/category/datasheet/http://belajar-elektronika.com/power-supply/regulator-tegangan-dengan-ic-78xx-79xx/

  • 2.3.1. PENYEARAH (RECTIFIER)

    Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar

    dibawah berikut ini. Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC

    dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih

    kecil pada kumparan sekundernya.. Rangkaian Penyearah Sederhana yaitu :

    Gambar 2.3.1 Penyearah Sederhana

    Pada rangkaian ini, dioda berperan untuk hanya meneruskan tegangan positif ke

    beban RL. Ini yang disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave).

    Untuk mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave) diperlukan

    transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar-2.3.1

    2.3.2 Rangkaian Penyearah Sederhana

    Gambar 2.3.2 Rangkaian Penyearah Sederhana

    Universitas Sumatera Utara

    http://belajar-elektronika.com/tag/rectifier/http://belajar-elektronika.com/category/rangkaian-elektronika-aplikatif/http://belajar-elektronika.com/tag/penyearah-setengah-gelombang/http://belajar-elektronika.com/tag/gelombang-penuh/http://belajar-elektronika.com/wp-content/uploads/2011/01/basic-rec.gifhttp://belajar-elektronika.com/wp-content/uploads/2011/01/basic-recf.gif

  • Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa yang

    berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator sebagai

    common ground.. Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan

    gelombang penuh seperti gambar di atas. Untuk beberapa aplikasi seperti

    misalnya untuk men-catu motor dc yang kecil atau lampu pijar dc, bentuk

    tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini tegangan

    ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.

    2.3.3 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Dengah Filter C

    Gambar 2.3.3 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Dengah Filter C

    Gambar diatas adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter

    kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk

    gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar-4 menunjukkan bentuk

    keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter

    kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan kemiringan tertentu,

    dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh tegangan kapasitor.

    Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai dengan sifat

    pengosongan kapasitor.

    Universitas Sumatera Utara

    http://belajar-elektronika.com/tag/gelombang-penuh/http://belajar-elektronika.com/tag/penyearah-setengah-gelombang/http://belajar-elektronika.com/tag/penyearah-setengah-gelombang/http://belajar-elektronika.com/wp-content/uploads/2011/01/pwrhalf.gif

  • 2.3.4 Bentuk Gelombang Dengan Filter Kapasitor

    Gambar 2.3.4 Bentuk Gelombang Dengan Filter Kapasitor

    Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus I yang mengalir ke beban R.

    Jika arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis

    horizontal. Namun jika beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan

    semakin tajam. Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan

    tegangan ripple yang besarnya adalah :

    Vr = VM -VL . (1)

    dan tegangan dc ke beban adalah:

    Vdc = VM + Vr/2 .. (2)

    Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan ripple

    paling kecil. VL adalah tegangan discharge atau pengosongan kapasitor C,

    sehingga dapat ditulis :

    VL = VM e T/RC . (3)

    Jika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperoleh :

    Universitas Sumatera Utara

    http://belajar-elektronika.com/wp-content/uploads/2011/01/half-sin.gif

  • Vr = VM (1 e T/RC) (4)

    Jika T

  • yang tanpa CT, tetapi dengan merangkai 4 dioda seperti pada gambar-5 berikut

    ini.

    2.3.5 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Dengan Filter C

    Sebagai contoh, anda mendisain rangkaian penyearah gelombang penuh dari catu

    jala-jala listrik 220V/50Hz untuk mensuplai beban sebesar 0.5 A. Berapa nilai

    kapasitor yang diperlukan sehingga rangkaian ini memiliki tegangan ripple yang

    tidak lebih dari 0.75 Vpp. Jika rumus (7) dibolak-balik maka diperoleh.

    C = I.T/Vr = (0.5) (0.01)/0.75 = 6600 uF.

    Untuk kapasitor yang sebesar ini banyak tersedia tipe elco yang memiliki polaritas

    dan tegangan kerja maksimum tertentu. Tegangan kerja kapasitor yang digunakan

    harus lebih besar dari tegangan keluaran catu daya. Anda barangkalai sekarang

    paham mengapa rangkaian audio yang anda buat mendengung, coba periksa

    kembali rangkaian penyearah catu daya yang anda buat, apakah tegangan ripple

    ini cukup mengganggu. Jika dipasaran tidak tersedia kapasitor yang demikian

    besar, tentu bisa dengan memparalel dua atau tiga buah kapasitor.

    Universitas Sumatera Utara

    http://belajar-elektronika.com/wp-content/uploads/2011/01/pwrfull.gif