MEMBUAT CATU DAYA (POWER SUPPLY)

Assalamu'alaikum Warahmatullah.....

Sobat saintist yang masih semangat dalam bereksperimen dan terus berkarya, semoga kalian tetap dalam keadaan sehat dan tak kurang satu apapun. Beberapa hal yang berkaitan dengan Power supply atau catu daya telah kita bahas. Tentu akan lebih baik jika kita langsung praktikkan bagaimana membuat catu daya yang aman dan mudah. Ada beberapa hal yang sobat harus ketahui tentang catu daya, karena itu bacalah dan pelajari  rangkaiannya serta apa saja komponen-komponen yang dibutuhkan.

Rangkaian catu daya

Rangkaian catu daya-2

Cara ini mungkin agak sedikit rumit bagi sobat saintist yang belum pernah membuat catu daya, tapi ini yang paling mendasari sebuah catu daya yang ideal. Ada cara dan rangkaian yang lebih simple untuk membuat catu daya, tapi saya ingin kita belajar dari yang mendasar dulu, tidak hanya bisa tapi juga menguasai fokus masalahnya. Langsung saja sobat saintist kita lihat-lihat dulu rangkaian-rangkaiannya.

CATU DAYA

 Catu daya diperlukan oleh setiap rangkaian elektronika untuk memenuhi kebutuhan arus dan tegangan sehingga rangkaian itu dapat berfungsi. Secara blok catu daya dapat digambarkan  pada gambar di atas (1)

Tegangan bolak-balik sekitar 220 Volt yang berasal dari jala-jala PLN diturunkan tegangannya dengan menggunakan transformator. Tegangan bolak-balik ini kemudian disearahkan oleh rangkaian penyearah (penyearah gelombang penuh maupun penyearah setengah gelombang). Tegangan keluaran dari penyearah merupakan tegangan searah yang berdenyut atau masih terdapat riak. Riak dapat diperkecil dengan melewatkan tegangan DC hasil penyearahan ke rangkaian penyaring (filter), sehingga diperoleh tegangan searah yang murni. Regulasi tegangan diperlukan untuk menjaga besar tegangan keluaran tetap stabil, tidak terpengaruh oleh perubahan-perubahan yang terjadi. Misalnya perubahan besarnya beban yang terpasang atau perubahan tegangan yang terjadi pada jala-jala PLN.   

Transformator

Transformator mempunyai fungsi memindahkan daya listrik dari kumparan primer ke kumparan sekunder. Transformator ideal memindahkan daya listrik tanpa mengalami perubahan daya. Transformator mempunyai dua buah lilitan yaitu lilitan primer dan lilitan sekunder yang keduanya dililitkan pada sebuah inti transformator. Besarnya tegangan lilitan sekunder ditentukan oleh banyaknya lilitan pada bagian primer dan bagian sekunder. Lihat Gambar (2) di atas.

Jika transformator dianggap ideal, yaitu mengabaikan rugi-rugi tegangan dan kerugian lainnya, maka besarnya daya yang diterima oleh transformator akan sama besarnya dengan daya yang diberikan pada beban, sehingga dapat ditulis

P_p = P_s   

V_p . I_p = V_s . I_s

Vp/Vs=Is/Ip……………………………………………………………………… (2-1)             

Keterangan:

     P_p     :  daya primer

     P_s      :  daya sekunder

     I_p       :  arus primer

     I_s       :  arus sekunder

     Vp     :   tegangan pada lilitan primer

     Vs     :   tegangan pada lilitan sekunder

 Np/Ns= Vp/Vs =Is/Ip  ..……………………………………………………………(2-2)

Keterangan: 

            N_p  :   jumlah lilitan primer

            N_s  :   jumlah lilitan sekunder

Dari persamaan 2-1:

Bila Vp > Vs dapat dikatakan transformator tersebut berfungsi sebagai penurun tegangan (step down).

Dari persamaan 2-2 diketahui bahwa besarnya tegangan pada lilitan berbanding lurus dengan jumlah lilitan,  dan berbanding terbalik dengan besarnya arus yang mengalir pada lilitan.

Penyearah

Tegangan bolak-balik yang telah diturunkan oleh transformator kemudian dilewatkan pada rangkaian penyearah. Fungsi penyearah adalah mengubah tegangan bolak-balik menjadi tegangan searah.  Rangkaian penyearah yang digunakan pada Proyek Akhir ini adalah penyearah gelombang penuh sistem jembatan, terlihat pada gambar (3).

Cara kerja rangkaian penyearah:

Pada saat siklus positif, yaitu tegangan masukan pada titik A lebih positif dibandingkan titik B, maka arus mengalir melalui A – D4 – RL – D2 – B. Pada siklus negatif, tegangan pada titik B lebih positif dari titik A, maka arus mengalir melalui B – D3 – RL – D1 – A. Penyearah di atas mempunyai bentuk gelombang keluaran seperti terlihat pada gambar (4) (atas) Bentuk gelombang tegangan masukan.  (bawah) Bentuk gelombang tegangan keluaran.

Keluaran penyearah jembatan berupa sinyal gelombang penuh, yang besar keluaran tegangan searahnya adalah:

           Vdc =2 Vm/p  ………………………….……………………………(2-3)

Keterangan:

Vdc     : tegangan searah               [Volt]

 Vm     : tegangan maksimum        [Volt]

   p      : 3,14

Penyaring (filter)

Penyaring yang digunakan pada rangkaian catu daya adalah kapasitor yang berfungsi untuk memperkecil tegangan riak yang tidak dikehendaki. Prinsip kerja dari penyaring ini sesuai prinsip pengisian dan pengosongan muatan kapasitor. Rangkaian penyaring dapat dilihat pada gambar (6).

Rangkaian Terpadu Regulator

Rangkaian terpadu (Integrated Circuit) jenis 78XX adalah rangkaian terpadu regulator yang menghasilkan tegangan konstan sebesar XX Volt. Tegangan yang akan diregulasi dimasukkan pada peregulasi melalui terminal masukan. Rangkaian dalam dari peregulasi tegangan adalah seperti Gambar (5) (a) Simbol peregulasi,  (b) Rangkaian pengganti peregulasi.

Rangkaian terpadu peregulasi seri 78XX adalah peregulasi dengan tiga terminal. Setiap rangkaian terpadu peregulasi memiliki batas tegangan maksimal dan minimal pada tegangan masukannya untuk menghasilkan keluaran yang sesuai dengan seri peregulasi tersebut. Sebagai contoh, jenis rangkaian terpadu peregulasi 7812 menghasilkan tegangan keluaran sebesar 12 Volt, dengan tegangan masukan maksimal 27 Volt dan minimal 14,8 Volt.

Ini sedikit mengenai rangkaian catu daya, Insya Allah kita akan belajar membuat catu daya sederhana. Tapi alangkah baiknya bila sobat mencoba rangkaian ini dulu..

Sekian dulu sobat saintistku,,,,,

Wassalamu'alaikum Warahmatullah.......