POWER SUPPLY

praktikum membuat power supply

1.1  PENDAHULUAN

Power supply adalah alat yang berfungsi untuk menyalurkan (menstabilkan) energi listrik. Secara prinsip rangkaian power supply adalah suatu alat yang di gunakan untuk menaikan atau menurunkan tegangan dan merubah arus listrik AC ke DC, yang terdiri atas transformator (trafo), diode bridge dan kapasitor (condensator). Tranformator (Trafo) ada dua jenis yaitu
Trafo step up (menaikkan tegangan) dan Trafo step down (menurunkan tegangan). Tugas dari komponen ini adalah untuk menaikkan atau menurunkan tegangan AC sesuai kebutuhan. Tugas ini dilakukan oleh rangkaian penyearah dengan komponen dioda.

Ada 2 jenis rangkaian penyearah, yaitu setengah gelombang (half wave) dan gelombang penuh (full wave). Arus listrik DC yang keluar dari dioda masih berupa deretan pulsa-pulsa.Tentu saja arus listrik DC semacam ini tidak cocok atau tidak dapat digunakan oleh perangkat elektronik apapun. Capasitor berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian power supply.

           

1.2  LANDASAN TEORI

Semua peralatan elektronika menggunakan sumber tenaga untuk beroperasi ,sumber tenaga tersebut bermacam-macam ada yang dari bateray, Accu ,ada juga yang langsung menggunakan tegangan listrik jala-jala PLN,Untuk konsumsi tegangan yang berasal dari Tegangan listrik untuk alat-alat elektronika tertentu tidak bisa langsung dikonsumsi akan tetapi harus disesuaikan dengan tegangan yang diperlukan oleh peralatan tersebut.Penyesuaian tegangan ini dilakukan oleh sebuah alat yng dinamakan Power Supply  (adaptor).

Apakah Power Supply itu? Pada dasarnya power supply termasuk dari bagian power conversion. Power conversion terdiri dari tiga macam :

 a. AC/DC power supply

b. DC/DC converter

c. DC/AC inverter

Power supply untuk PC sering juga disebut PSU (Power Supply Unit) PSU termasuk power conversion AC/DC. Fungsi utamanya mengubah listrik arus bolak balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik (PLN) menjadi arus listrik searah (DC) yang dibutuhkan oleh komponen pada PC. 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 lain

Ø  Regulation : mengendalikan tegangan keluaran agar tetap terjaga,      tergantung pada tingkatan 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. Untuk konversi listrik AC ke DC, ada dua metode yang mungkin digunakan. Pertama dengan linear power supply. Ini adalah rangkaian AC ke DC yang sangat sederhana. Setlah Listrik AC dari line input di-step-down oleh transformer, kemudian dijadikan DC secara sederhana dengan rangkaian empat diode penyearah. Komponen tambahan lain adalah kapasitor untuk meratakan tegangan. Tambahan komponen yang mungkin disertakan adalah linear regulation, yang bertugas menjaga tegangan sesuai yang diinginkan, meski daya output yang dibutuhkan bertambah. Linear supply dapat anda temukan pada DC power adapter sederhana. Ia memungkinkan untuk diproduksi dengan ongkos yang minimum. Kelemahan utamanya pada tingkat power conversion dengan efisiensi yang rendah. Berikutnya adalah dibutuhkannya ukuran transformer yang besar, untuk daya ampere yang besar. Tingkat efisiensi konfersi yang rendah (sekitar 50%) juga menyebabkannnya mengeluarkan panas yang besar saat beroperasi.

SWITCHING POWER SUPPLY

Power supply untuk PC membutuhkan daya besar, dengan tingkat panas yang minim dan tegangan yang lebih terjaga. Linear power supply tidak cocok untuk hal ini. Maka digunakan metode switching power supply. Jauh lebih kompleks, tapi menawarkan tingkat efisiensi dan daya lebih besar. Kelebihan utama pada kemampuan mengendalikan tegangan output agar tetap terjaga. Pulse Width Modulation (PMW) adalah sinyal utama yang memberikan perintah, untuk mengendalikan tegangan, sekiranya terjadi perubahan beban pada output. Ia dapat bekerja dalam selang waktu singkat, hanya dalam hitungan microsecond.

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). kapasitor  juga digunakan untuk lebih meratakan tegangan. Rangkaian kapasitor ini juga dihubungkan dengan field-effect transistor (biasanya oleh MOSFET) Sebuah power supply adalah sebuah perangkat yang memasok energi listrik untuk satu 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 mengontrol tegangan 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. 

 Gambar. Rangkaian power supply sederhana.

 Rangkaian power supply di atas merupakan salah satu contoh rangkaian power supply yang paling sederhana dan yang paling sering ditemui dalam dunia elektronika. Hanya dengan menggunakan beberapa kompenen inti dari power supply yakni satu buah dioda bridge atau 4 buah dioda biasa, elko dan satu buah kapasitor. Dioda bridge / 4 buah dioda biasa 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 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 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. 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.

    DAFTAR KOMPONEN
     Alat     :
o    Solder listrik
o    Taspen
o    Gunting/Tang potong
o    Penghisap timah
o    Multitester
o    Tool set
o    Tang jumput

     Bahan     :
o    Dioda bridge / 4 buah dioda biasa berfungsi : 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.
o    Elko 2200mf/35V berfungsi :  untuk menyimpan tegangan listrik untuk sementara.
o    Kapasitor 100nf berfungsi : Suatu komponen yang dapat menyimpan energi atau muatan listrik di medan listrik.
o    Rotary Switch berfungsi : Sebagai komponen yang dapat merubah nilai tegangan atau saklar pemilih tegangan
o    Trafo 3A berfungsi  : menurunkan tegangan.
o    kabel compo/kabel AC berfungsi : untuk menghubungkan arus AC ke power supply.
o    PCB lobang berfungsi : Sebagai Tempat merangkai komponen.
o    Knop Rotary  switch berfungsi : Penutup Rotary switch
o    Kabel jemper tunggal berfungsi : untuk menghubungkan trafo dengan papan rangkaian
o    Timah (tenol) berfungsi : Sebagai bahan perekat komponen.
o    Saklar berfungsi : Sebagai penentu ON/OFF
o    Lampu Led 4 buah berfungsi : sebagai indikator rangkaian dan teganggan yang digunakan.
o    Resistor 1k5Ω 1 buah berfungsi : Untuk menghambat arus listrik.
o    Alteco berfungsi : untuk menempelkan antara trafo dan cassing  power supply.
o    Cassing berfungsi : untuk menempatkan semua komponen power supply yang telah dirakit atau yang telah dihubungkan.

1.3    PROSES PEMBUATAN
Dalam pembuatan power supply ada beberapa tahap antara lain sebagai berikut :
    Menyiapkan semua alat dan bahan yang digunakan.
    Merangkai komponen-komponen pada papan PCB sesuai dengan gambar rangkaian.
    Menyolder  semua komponen yang terhubung pada  papan PCB yang tersusun komponen komponen.
    Melekatkan trafo pada cassing power supply.
    Merangkai saklar dengan cara kabel (+) pada kabel AC dihubungkan pada sisi tengah saklar sedangkan pada sisi kanan atau kiri saklar dihubungkan pada sisi 220 volt trafo. Tetapi pilih salah satu sisi kanan atau sisi kiri saklar.
    Menghubungkan input trafo pada kabel 0 dan 220 volt.
    Memasang steaker dan kabel pada input power supply.
    Menghubungkan output trafo dengan jumper tunggal pada 0, 6, 9, 12, 15 dan 18 volt pada trafo. Kemudian ujung lain dari jumper tersebut dihubungkan ke Rotary Switch . tetapi yang 0V pada papan PCB.
    Mehubungkan sisi nol pada rotary switch dengan jumper tunggal kemudian ujung yang satunya pada papan PCB.
    Memasang jepit buaya dan kabel pada output rangkaian.
    Menghubungkan lampu indicator pada output rangkaian.
    Mengecek Rangkaian dengan menggunakan multimeter.
    Merapikan kabel-kabel dan bekas solder yang kurang rapi.
    Power supply siap digunakan.

1.4  HASIL JADI 

 

 

Inilah hasil praktek power supply kelompok kami. Didalam kami membuat power supply ini membutuhkan ketelitian, apabila kita kurang teliti atau kurang jeli  dalam perakitannya, power supply tidak akan jadi . dan yang perlu diperhatikan adalah saat pengujian , yaitu jangan pernah kita memegang atau menyentuh kabel pada persambungan saklar atau trafo, akibatnya bisa tersengat arus listrik seperti kelompok kami.