PRAKTIKUM PEMBUATAN POWER SUPPLY

BAB I
DASAR TEORI

Power Supply adalah sebagai alat atau perangkat keras yang mampu menyuplai tenaga atau tegangan listrik secara langsung dari sumber tegangan listrik ke tegangan listrik yang lainnya atau dapat dikatakan sebagai alat bantu konverter tegangan listrik pada alat elektronik , yang dapat mengubah tegangan listrik yang memiliki arus AC ke arus DC

Yang pada dasarnya Power Supply adalah sebuah jenis adaptor. Adaptor adalah sebuah rangkaian yang berguna untuk mengubah tegangan AC (bolak-balik) yang tinggi menjadi tegangan DC (searah) yang rendah. Adaptor merupakan sebuah alternatif pengganti dari tegangan DC (seperti ; baterai dan Aki), karena penggunaan tegangan AC lebih lama dan setiap orang dapat menggunakannya asalkan ada aliran listrik di tempat tersebut.                                                                             Adaptor juga banyak di gunakan dalam alat sebagai catu daya, layaknya amplifier, radio, pesawat televisi mini dan perangkat elektronik lainnya. Perangkat elektronik Adaptor sangatlah mudah untuk dibuat karena banyak dari komponennya yang dijual di pasaran.

Macam-macam Adaptor

1. Adaptor DC Converter                                                                                            Adaptor DC Converter adalah sebuah adaptor yang dapat merubah tegangan DC yang besar menjadi tegangan DC yang kecil.  Misalnya : Dari tegangan 12v menjadi tegangan 6v.
2. Adaptor Step Up dan Step Down.                                                                           Adaptor Step Up adalah sebuah adaptor yang dapat merubah tegangan AC yang kecil menjadi tegangan AC yang besar. Misalnya : Dari Tegangan 110v menjadi tegangan 220v. Sedangkan Adaptor Step Down adalah adaptor yang dapat merubah tegangan AC yang besar menjadi tegangan AC yang kecil. Misalnya : Dari tegangan 220v menjadi tegangan 110v.
3. Adaptor Inverter                                                                                                       Adaptor Inverter adalah adaptor yang dapat merubah tegangan DC yang kecil menjadi tegangan AC yang besar. Misalnya : Dari tegangan 12v DC menjadi 220v AC.
4. Adaptor Power Supply, adalah adaptor yang dapat merubah tegangan listrik AC yang besar menjadi tegangan DC yang kecil. Misalnya : Dari tegangan 220v AC menjadi tegangan 6v, 10v, atau 12v DC.

Adaptor Power Supply atau Power Supply dibuat untuk menggantikan fungsi baterai atau aki agar lebih ekonomis. Power Supply ada yang dibuat sendiri, tetapi ada yang dibuat dijadikan satu dengan rangkaian lain. Misalnya dengan rangkaian Radio Tape, Televisi, Komputer dan lain-lain.

Jenis Power Supply

A. Power Supply jenis AT

                Power supply yang memiliki kabel power yang dihubungkan ke motherboard terpisah menjadi dua konektor power (P8 dan P9). Kabel yang berwarna hitam dari konektor P8 dan P9 harus bertemu di tengah jika disatukan.

Pada power supply jenis AT ini, tombol ON/OFF dihubungkan langsung pada tombol casing. Untuk menghidupkan dan mematikan komputer, kita harus menekan tombol power yang ada pada bagian depan casing. Power supply jenis AT ini hanya digunakan sebatas pada era komputer pentium II. Pada era pentium III keatas atau hingga sekarang, sudah tidak ada komputer yang menggunakan Power supply jenis AT.

B. Power Supply jenis ATX

                Power Supply ATX (Advanced Technology Extended) adalah jenis power supply jenis terbaru dan paling banyak digunakan saat ini. Perbedaan yang mendasar pada PSU jenis AT dan ATX yaitu pada tombol powernya, jika power supply AT menggunakan Switch dan ATX menggunakan tombol untuk mengirimkan sinyal ke motherboard seperti tombol power pada keyboard.

Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi berikut ini :

• Ø  Rectification : konversi input listrik AC menjadi DC
• Ø  Voltage Transformation : memberikan keluaran tegangan / voltage DC yang sesuai dengan yang dibutuhkan
• Ø  Filtering : menghasilkan arus listrik DC yang lebih "bersih", bebas dari ripple ataupun noise listrik yang lainPutu Nopa G./ D41110009 (Teknik Elektro- UNHAS)
• Ø  Regulation : mengendalikan tegangan keluaran agar tetap terjaga, tergantung padatingkatan yang diinginkan, beban daya, dan perubahan kenaikan temperatur kerja juga toleransi perubahan tegangan daya input
• Ø  Isolation : memisahkan secara elektrik output yang dihasilkan dari sumber input
• Ø  Protection : mencegah lonjakan tegangan listrik (jika terjadi), sehingga tidak terjadi pada output, biasanya dengan tersedianya sekering untuk auto shutdown jika hal terjadi. Idealnya, sebuah power supply dapat menghasilkan output yang bersih, dengan tegangan output yang konstan terjaga dengan tingkat toleransi dari tegangan input, beban daya, juga suhu kerja, dengan tingkat konversi efisiensi 100% Konversi AC ke DC

PRINSIP KERJA POWER SUPPLY

Gambar blok DC Power Supply

Secara sederhana, apa yang terjadi pada power supply adalah sebagai berikut :

Input listrik AC 220V via rectifier (diubah ke DC), filter (membersihkan dari noise sumber listrik (AC). Sejumlah kapasitor berkapasitas besar juga digunakan untuk lebih meratakan tegangan. Rangkaian kapasitor ini juga dihubungkan dengan Sebuah power supply adalah sebuah perangkat yang memasok energi listrik untuksatu atau lebih beban listrik.  Istilah ini paling sering diterapkan ke perangkat yang mengkonversi salah satu bentuk energi listrik yang lain, meskipun mungkin juga merujuk ke perangkat yang mengkonversi energi bentuk lain (misalnya,  mekanis, kimia, surya) menjadi energi listrik.  Sebuah catu daya diatur adalah salah satu yang mengontroltegangan output atau saat ini untuk nilai tertentu, nilai dikendalikan mengadakan hampir konstan, meskipun variasi baik dalam beban arus atau tegangan yang diberikan oleh sumber energi catu daya . rangkaian power supply yang paling sederhana dan yang paling sering ditemui dalam dunia elektronika. Hanya dengan menggunakan beberapa kompenen inti dari power supply yakni 4buah dioda bridge dan 2 buah kapasitor. Dioda bridge  4 buah digunakan sebagai penyearah gelombang bolak balik yang dihasilkan oleh trafo step down atau trafo penurun tegangan dan kapasitor digunakan sebagai penghilang riak gelombang yang telah disearahkan oleh dioda bridge. Tegangan jala-jala 220 volt dari listrik PLN diturunkan oleh trafo atau transformator  penurun tegangan yang menerapkan perbandingan lilitan. Dimana perbandingan lilitan dari suatu Putu Nopa G.  D41110009 transformator akan mempengaruhi perbandingan tegangan yang dihasilkan. Tegangan yang dihasilkan oleh trafo masih berbentuk gelombang AC dan harus disearahkan dengan menggunakan penyearah. Rangkaian penyearah yang  digunakan memanfaatkan 4 buah dioda bridge yang telah dirancang untuk bisa meloloskan kedua siklus gelombang ac menjadi satu arah saja. Gelombang dua arah yang telah diubah menjadi satu arah keluaran dari dioda bridge masih memiliki riak atau masih memiliki amplitude tegangan yang tidak rata.

 Gambar gelombang hasil penyearah

tengangan dengan menggunakan diode bridge

Gambar gelombang hasil penyearah

tengangan dengan menggunakan kapasitor 1000µF

Hal ini dikarenakan dioda bridge hanya menghilangkan siklus negative dan menjadikannya siklus positif tetapi tidak merubah bentuk gelombang sama sekali dimana masih memilki lembah dan bukit. Untuk itu dimanfaatkan kapasitor yang mempunyai kapasitansi yang cukup besar untuk membuat rata gelombang tersebut.

Hal ini dikarenakan lamanya proses pelepasan muatan oleh kapasitor sehingga seolah-olah amplitudo dari gelombang tersebut menjadi rata. Sebenarnya jika anda memahami cara kerja kapasitor anda bisa mengerti bahwa tingkat kerataan dari gelombang yang dihasilkan masih dipengaruhi oleh impedansi beban yang kelak akan dihubungkan dengan rangkaian power supply tersebut. Semakin kecil impdeansi beban, maka akan menjadikan proses pelepasan muatan pada kapasitor akan semakin cepat, sehingga dengan begitu maka bisa dipastikan gelombang yang semula rata akan berubah kembali menjadi memiliki riak akibat proses pelepasan muatan yang begitu cepat.

Komponen yang digunakan untuk melakukan 2 percoban :

1.      Trafo 2 Amper

2.      Dioda in 4002

3.      Kabel jumper untuk input dan output (4 BUAH )

4.      Kapasitor 1000µf dan 10 µf

5.     Ic regulator 7810

Fungsi masing masing komponen pada Power Supply

        1.     Fungsi Trafo pada rangkaian Power Supply

Ø  Sebagai pengubah tegangan besar (sumber/ input 220 V) menjadi tegangan yang lebih kecil

Jenis trafo adaptor ada 2 :

1. TRAFO STEP DOWN (untuk menurunkan tegangan).

2. TRAFO STEP UP (untuk menaikkan tegangan).

Trafo yang kita pelajari nantinya adalah jenis yang stepdown.

Gambar Trafo Gambar Simbol Trafo                  

     2.     Fungsi Dioda pada rangkaian Power Supply

Ø  Sebagai penyearah untuk komponen dioda bridge.

Gambar Jenis jenis Dioda

Gambar Simbol Dioda

Sifat dioda :

• Jika diberi arah maju (tegangan positif => anoda dan tegangan negatif => katoda) akan menghantarkan arus dan sebaliknya,

           3.     Fungsi dari Kapasitor pada rangkaian Power Supply

Kapasitor sebagai kopling, dilihat dari sifat dasar kapasitor yaitu dapat dilalui arus ac dan tidak dapat dilalui arus dc dapat dimanfaatkan untuk memisahkan 2 buah rangkaian yang saling tidak berhubungan secara dc tetapi masih berhubungan secara ac(signal), artinya sebuah kapasitor berfungsi sebagai kopling atau penghubng antara 2 rangkaian yang berbeda. Sifat kapasitor adalah dapat menerima arus listrik dan menyimpannya dalam waktu yang relatif.

Adapun jenis – jenis kapasitor berdasarkan isolatornya adalah sebagai berikut :

a. Kondensator Elektrolit                                                                                                    
b. Kondensator Keramik.

c. Kondensator Mylar.

d. Kondensator Mika.

e. Kondensator Kertas.

Penggunaan kapasitor dalam rangkaian :

• Sebagai perata arus.

• Sebagai penyimpan arus listrik.

Gambar  fisik, simbol dan jenis Kondesator

Cara Membaca Elco :

            Misalnya dibadan ELCO tertera tulisan 10uF/16v berarti ELCO tersebut memiliki ukuran 10 mikro farad dan tegangan kerjanya maksimal 16v. Jika tegangan yang diberikan lebih besar dari tegangan kerja maka ELCO akan rusak. Sisi ELCO yang terdapat tanda panah menunjukkan kaki disisi tersebut adalah kaki negatif.

Ø  Kapasitor berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian power supply, yang saya maksud disini adalah kapasitor sebagai ripple filter, disini sifat dasar kapasitor yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan ripple.

Ø  Kapasitor sebagai penggeser fasa

Ø  Kapasitor digunakan juga untuk mencegah percikan bunga api
            4.     Kabel input dan output (jumper)

Ø  Sebagai sambungan sumber (input) tegangan pada trafo menuju rangkaian Power Supply  dan sebagai hasil (output) berupa tegangan DC  

GAMBAR KABEL JUMPER

             5.     Fungsi dari Ic regulator pada rangkaian Power Supply

Ø  Dapat menurunkan tegangan pada power supply atau menyetabilkan rangkaian power supply .

GAMBAR IC REGULATOR

BAB II
LANGKAH PRAKTIKUM

ALAT DAN BAHAN

ALAT :

-          Bor                                                                                            : 1 buah

-          Solder                                                                            : 1 buah

-          Timah                                                                                        : secukupnya

-          Gunting                                                                         : 1 buah

-          Penyedot timah                                                                         : 1 buah

-          Amplas                                                                          : 1 buah

-          Setrika                                                                           : 1buah

-          Tang potong                                                                  : 1 buah

-          Papan PCB                                                                                 : 1 buah

-          Ferri clhoride                                                                            : secukupnya

-          Gergaji besi                                                                   : 1 buah

-          Spidol permanen                                                           : 1 buah

BAHAN :

-          DIODA IN 4002                                                              : 4 buah

-          ELCO 1000 µF                                                               : 1 buah  

-          ELCO 10 µF                                                                   : 1 buah

-          IC REGULATOR                                                              : 1 buah  

-          TRAFO 2 A                                                                     : 1 buah  

 

Langkah kerja  :

1.      Siapkanlah skema dasar rangkaian Power Supply

Gambar skema rangkaian power supply

2.      Buatlah layout rangkaian Power Supply pada PCB, ada 2 cara untuk membuat gambar rangkaian pada papan PCB,  menggambar langsung atau membuat layout .

3.      Apabila membuat rangkaian Power Supply dengan menggambar pada papan PCB usahakan agar gambar sesuai dengan  jalur skema dasar juga gambara harus jelas

4.      Apabila anda menggunakan cara ke 2 membuat layout , anda bisa langsung membuat layout pada software atau mengedit skema Power Supply

5.      Apabila layout sudah teredit atau sudah seperti gambar dibawah ini

6.      Setelah itu save dan print out

7.      Setelah itu foto copy hasil print out tadi menggunakan kertas foto

8.      Selanjut nya gunting kertas foto yang berisi layout sesuai ukuran nya

9.      Potong papan pcb sesuai ukuran yang kita buat .

10.  Tempel kan kertas yang berisi lay out ke papan pcb yang sudah disiapkan

11.  Strika lah bagian kertas yang di tempelkan ke papan pcb secara perlahan dan merata hingga kertas nya berubah warna kecoklatan dan hingga jalur layoutnya menempel sempurna di papan PCB

12.  Bukalah kertas tersebut dan jadilah papan PCB berisi layout yang siap di larutkan

13.  Siapkan larutan ferriclhoride dan masak air hingga mendidih

14.  Setelah  cairan tercampur merata masukan papan pcb yang sudah ada lay out nya ke dalam larutan tersebut .

15.  Proses tersebut dinamakan etching

16.  Larutkan papan pcb sehingga tembaga menghilang dan menjadi pcb siap solder

17.  Kemudian siapkanlah komponen yang akan di solder

18.  Panaskan solder dan siapkan timah

19.  Setelah solder siap pakai masukan semua komponen ke dalam papan pcb yang sudah di bor.

20.   Kemudian masuk semua solder satu persatu komponen hingga selesai .

21.   Setelah itu jangan lupa masukan dan solder input dan outputnya.

CARA MENGUJI RANGKAIAN POWER SUPPLY

1.      Siapkan rangkaian power supply yang akan di ujikan

2.      Siap kan alat ukur avo meter

3.      Kalibrasikan alat ukur avo meter yang akan di gunakan untuk menguji rangkaian power supply .

4.      Pindahkan selektor avo meter ke DCv 50 v

5.      Sambungkan input power supply ke trafo teganngan  12 volt 

6.      Setelah itu sambungkan output power supply keavo meter yang selectornya telah menunjukan dcv 50v

7.      Hubungkan trafo pada sumber listrik 220v                                

8.      PERliat hasil ukur power supply pada avo meter

9.      apabila hasil pengukuran pada rangkaian power supply menunjukan angka atau output yang di inginkan maka power supply dapat dikatakan berhasil. 

BAB III

PENUTUPAN

ANALISA DATA

Power Supply merupakan pengubah tegangan AC ke tegangan DC. Pada percobaan ini, kita dapat mengetahui prinsip kerja dari Power Supply AC/DC. Pertama-tama tegangan AC dari sumber listrik 220v diturunkan menjadi 12v saat melewati transformator, karena kita menggunakan transformator step down yang pada dasarnya digunakan untuk menurunkan tegangan. Dari tegangan AC 12v tersebut harus disearahkan dengan menggunakan rangkaian penyearah. Rangkaian penyearah yang digunakan adalah diode bridge yang terdiri dari 4 Buah diode untuk menyearahkan siklus gelombang AC menjadi satu arah saja.

Tegangan dari transformator akan masuk melalui diode bridge (4 dioda), maka tegangan AC 12v tadi akan berubah menjadi tegangan DC 12v, namun tegangan DC tersebut masih sangat kasar. Karena masih sangat kasar, maka dalam rangkaian ini kita memanfaatkan kapasitor yang mempunyai kapasitansi besar yang berguna untuk meluruskan tegangan. Hal itu dikarenakan lamanya proses pelepasan muatan oleh kapasitor sehingga amplitudo dari gelombang tadi seolah-olah menjadi rata.  Karena tegangan output yang dibutuhkan dari Power Supply ini adalah 10v, maka disini kita menggunakan IC Regulator 7810 untuk memotong/menstabilkan tegangan 12v menjadi 10v. Tegangan 10v tadi akan diproses lagi di dalam kapasitor yang nilai kapasitansinya lebih kecil agar lebih memperhalus lagi riak-riak dari gelombang yang sebelumnya sudah rata setelah melalui kapasitor yang lebih besar.

KENDALA SAAT PEMBUATAN POWER SUPPLY

          Pada saat membuat rangkaian Power Supply yang pertama, tegangan output terukur adalah 5v, sedangkan output yang diminta adalah 10v. Setelah dianalisa, ternyata IC Regulator yang saya pasang terbalik. Pada dasarnya IC Regulator dengan seri 7810 mempunyai 3 kaki yang memiliki fungsi berbeda. Kaki 1 untuk input, kaki 2 untuk ground, dan kaki 3 untuk output.  Sedangkan pada rangkaian yang saya buat, kaki 1 terhubung dengan ground, kaki 2 terhubung dengan input, dan kaki 3 terhubung dengan output. Setelah kabel input dari Power Supply dihubungkan dengan transformator, IC Regulator yang saya gunakan terbakar, hal itu disebabkan karena kesalahan saat menghubungkan kaki IC Regulator dengan jalur pada rangkaian.

            Dari masalah tersebut, saya kemudian kembali membuat jalur rangkaian yang baru dengan menghubungkan kaki IC Regulator dengan rangkaian secara benar. Lalu saya mengukur kembali tegangan output dari rangkaian Power Supply ini. Tegangan yang keluar dari Power Supply kedua ini, terukur sebesar 10v.

             TUJUAN PRATIKUM

Dari percobaan yang telah kita lakukan dapat disimpulkan bahwa

·         Power Supply adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengubah tegangan AC (Alternating Current) menjadi DC (Direct Current). Didalam rangkaian Power Supply tersebut, terdapat beberapa komponen-komponen sederhana seperti transformator 2A untuk menurunkan tegangan 220v AC menjadi 12v AC,  dioda bridge (4 Buah dioda) yang berfungsi sebagai penyearah gelombang yang dihasilkan transformator, kapasitor berkapasitansi besar untuk meratakan riak-riak dari gelombang AC yang telah disearahkan oleh dioda dan menjadi tegangan DC, IC regulator untuk menstabilkan/memotong tegangan 12v sehingga menjadi tegangan output 10v, dan sebuah kapasitor yang mempunyai kapasitansi yang lebih kecil untuk lebih menghaluskan amplitudo dari gelombang DC.

·         Dioda bridge yang ada di dalam rangkaian Power Supply, berfungsi sebagai pengubah gelombang AC menjadi gelombang DC.

·         Kapasitor/Elco berfungsi untuk menstabilkan dan meluruskan gelombang DC yang telah melalui dioda bridge, Karena gelombang DC dari diode masih sangat kasar.

·         IC Regulator berfungsi untuk memotong tegangan yang telah disearahkan menjadi 10v.