Pembuatan Alat Catu DayaFakultas Teknik Universitas Tidar Magelang

Program studi Teknik ElektroDosen Pembimbing : R. Suryoto Edy Raharjo. S.T.,M.Eng.

Annisaa amalia

Pengertian Power Supply

• Catu daya atau power supply merupakan suatu rangkaian elektronik yang mengubah arus listrik bolak-balik menjadi arus listrik searah. Catu daya menjadi bagian yang penting dalam elektonika yang berfungsi sebagai sumber tenaga listrik misalnya pada baterai atau accu. Catu daya (Power Supply) juga dapat digunakan sebagai perangkat yang memasok listrik energi untuk satu atau lebih beban listrik.

Secara umum prinsip rangkaian catu daya terdiri atas komponen utama yaitu ; transformator, dioda dan kondensator. Dalam pembuatan rangkaian catu daya, selain menggunakan komponen utama juga diperlukan komponen pendukung agar rangkaian tersebut dapat berfungsi dengan baik. Komponen Pendukung tersebut antara lain : sakelar, sekering (fuse), lampu indicator, voltmeter dan amperemeter, jack dan plug, Printed Circuit Board (PCB), kabel dan steker, serta Chasis. Baik komponen utama maupun komponen pendukung sama sama berperan penting dalam rangkaian catu daya.

Komponen Utama dan Pendukung Catu Daya

 1.  Trafo (Penurun Tegangan)Trafo atau transformator merupakan komponen utama dalam membuat rangkaian catu daya yang berfungsi untuk mengubah tegangan listrik. Trafo dapat menaikkan dan menurunkan tegangan. Berdasarkan tegangan yang dikeluarkan dari belitan scundair dibagi menjadi 2 yaitu:a). Step up (penaik tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih tinggi dari tegangan primair ( jala listrik).

b). Step down (penurun tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih rendah dari tegangan primair (jala listrik).Berdasarkan pemasangan gulungannya dikenal 2 (dua) macam trafo yaitu:a). Trafo tanpa center tap (CT)b). Trafo dengan center tap (CT)

2. Dioda Rectifier (Penyearah)Peranan rectifier dalam rangkaian catu daya adalah untuk mengubah tegangan listrik AC yang berasal dari trafo step- down atau trafo adaptor menjadi tegangan listrik arus searah DC.a). Penyearah Setengah GelombangDalam komponen elektronika penyearah setengah gelombang disebut juga Half Wave Rectifier.

b).Penyearah Gelombang PenuhDalam komponen elektronika penyearah gelombang penuh disebut juga Full Wave Rectifier.

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

4.  Stabilizer dan Regulator

Stabilizer dan regulator adalah bagian yang terdiri dari komponen dioda zener, transistor, komponen IC atau kombinasi dari ketiga komponen tersebut. Komponen ini berfungsi sebagai penstabil dan pengatur tegangan (regulator) yang berasal dari rangkaian penyaring.Selain komponen utama dalam pembuatan rangkaian catu daya juga menggunakan berbagai komponen pendukung lainnya seperti sakelar, sekering, lampu indicator, voltmeter, multimeter, PCB ( Printed Circuit Board) dan berbagai komponen pendukung lainnya.

Prinsip kerja1.      Prinsip Kerja Catu DayaPerangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat bekerja 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 catu daya yang ter-regulasi.

2.    Penyearah (Rectifier) Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar-1 berikut ini. Transformator (T1) diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.

Pada rangkaian ini, dioda (D1) berperan hanya untuk merubah dari arus AC menjadi DC dan meneruskan tegangan positif ke beban R1. 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.

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.

Gambar 3 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.

3.      Voltage RegulatorRangkaian 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.

Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. Oleh karena itu biasanya dalam rangkaian power supply maka IC Regulator tegangan ini selalu dipakai untuk stabilnya outputan tegangan.

Langkah-langkah Pembuatan Catu Daya

Alat dan BahanKomponen dasar yang diperlukan untuk membuat catu daya ini adalah sebagai berikut:SolderTimahBorPapan PCBTravo 3 AmpereDioda 1 Ampere (atau jika ada gunakan dioda Brige)Capasitor Polar 10uF/16VIC regulator 7812Resistor 1k ohmLED warna merahSekring 1 Ampere + soketKabel AC

Setelah komponen tersebut ada, kita akan mulai merangkai rangkaian Catu Daya tersebut. Kemudian akan diperlukan gambar susunan rangkaian Catu Daya ini. Berikut adalah contoh gambar susunan rangkaian Catu Daya.

Setelah memperoleh gambar rangkaian ini rangkailah komponen sesuai dengan rangkaian diatas. Dalam merangkai rangkaian ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan.Pertama dalam memasang dioda (gunakan dioda brige 1 Ampere) dioda ini memiliki 4 buah kaki yang berisi simbul +, -, dan 2 buah simbol ~.1 kaki yang berisi gambar ~ dihubungkan dengan travo yang berisi angka 12V, dan kaki yang bergambar ~ yang lainnya dihubungkan dengan travo yang berisi tanda 0. Kemudian kaki dioda yang bergambar + dihubungkan dengan kaki + capasitor, dan kaki dioda yang berisi gambar -, dihubungkan dengan kaki – kapasitor.

Kemudian kaki + capasitor dihubungkan dengan kaki input dari IC 7812 (IC ini berisi 3 kaki, untuk lebih jelasnya lihat data Sheet yang disediakan di akhir pembahasan ini), dan kaki – kapasitor dihubungkan dengan kaki Ground/- dari IC 7812.

Setelah itu kaki ke tiga dari IC 7812 yang merupakan kaki keuaran yang harus di hubungkan dengan kaki + kapasitor yang ke 2, dan Ground dari IC 7812 dihubungkan dengan kaki – dari kapasitor ke 2.

Setelah itu pada kaki + kapasitor ke  dipasangkan ke salah satu kaki resistor 1k ohm dan kaki yang satunga dari  resisitor ini dihubungkan pada kaki + dari LED, kemudian kaki – dari LED di hubungkan pada kaki – kapasitor ke 2.

Kemudian pada kaki + pada kapasitor ke 2 dipasangkan kabel yang berisi jepit buaya warna merah, dan pada kaki – kapasitor ke 2 dipasangkan kaber yang berisi jepit buaya warna hitam.

Dan yang terakhir adalah memasang kaber AC yang sudah berisi sekring pada travo. Cara pemasangannya sangat mudah yaitu memasangkan salah satu bagian kabel AC ke travo yang berisi tanda 220V dan bagian lain dari kabel AC dipasangkan pada travo yang bertandakan 0 di sebelah tanda 220V.

TERIMA KASIH