LAPORAN PRAKTIKUM
INSTRUMENTASI TEKNIK
RANGKAIAN CATU DAYA
NAMA : RENI PRATIWI
NIM : G41113303
KELOMPOK : VIII
ASISTEN : RAHMAT AHMAD
LABORATORIUM INSTRUMENTASI TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN
JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2015
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semua peralatan elektronika menggunakan sumber tenaga untuk beroperasi. Sumber tenaga tersebut bermacam-macam ada yang dari baterai, 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 atau adaptor.
Power supply juga dikenal dengan istilah catu daya yang berarti sebagai alat penyuplai tegangan. Dalam sistem instrumentasi, catu daya digunakan untuk menyupali tegangan pada alat ukur yang dirancang. Catu daya memiliki prinsip yaitu mengubah tegangan listrik dari distribusi transmisi listrik ke level yang diinginkan sehingga berdampak pada pengubahan daya listrik.
Untuk merangkai catu daya, diperlukan beberapa komponen seperti transformator, dioda, kapasitor, resistor, IC regulator, dan jika diperlukan sebuah LED sebagai indikator adanya aliran arus. Komponen tersebut disusun agar catu daya beroperasi sebagaimana mestinya. Dalam menyusun komponen-komponen tersebut, ada beberapa hal yang diperhatikan, contohnya kaki positif-negatif dioda, masukan input, output, dan ground pada IC, dsb.
Berdasarkan hal tersebut, praktikum mengenai catu daya dilakukan agar mengetahui proses perakitan catu daya dari berbagai komponen sehingga catu daya untuk alat ukur instrumentasi nantinya telah selesai dirakit.
1.2 Tujuan dan Kegunaan
Tujuan dari praktikum ini adalah agar mahasiswa mengetahui komponen penyusun catu daya serta mampu merangkai catu daya dari komponen-komponen tersebut. Sedangkan kegunaan dari praktikum ini adalah agar catu daya untuk alat ukur instrumentasi nantinya telah selesai dirakit.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Catu Daya
Catu daya merupakan suatu rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika. Catu daya atau dikenal sebagai power supply adalah alat yang berupa sistem yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik. Ada dua sumber catu daya, yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan untuk sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah (Atiqah, 2012).
Secara umum istilah catu daya berarti sistem penyearah filter (rectifier) dimana rangkaian ini mengubah tegangan AC yang berasal dari tegangan sumber PLN menjadi tegangan DC yang murni. Komponen dasar yang digunakan pada untuk merangkaian catu daya adalah transformator, penyearah, resistor, dan kapasitor (Atiqah, 2012).
Menurut Atiqah (2012), beberapa fungsi yang masuk dalam proses pengubahan catu daya AC ke DC adalah sebagai berikut:
Penurun Tegangan
Komponen utama yang bisa digunakan untuk menurunkan tegangan adalah transformator. Transformator terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan primer (N1) dan lilitan sekunder (N2) yang dililitkan pada suatu inti yang saling terisolasi atau terpisah antara satu dengan yang lain.
Besar tegangan pada lilitan primer dan lilitan sekunder ditentukan oleh jumlah lilitan yang terdapat pada bagian primer dan sekundernya. Dengan demikian transformator digunakan untuk memindahkan daya listrik pada lilitan primer ke lilitan sekundernya tanpa adanya perubahan daya.
Penyearah
Penyearah digunakan untuk menyearahkan gelombang bolak-balik (AC) yang berasal dari jaringan jala-jala listrik.
Kapasitor Penyaring (Filter)
Penggunaan komponen kapasitor untuk menyaring atau memfilter riak-riak gelombang hasil penyearahan agar didapat gelombang yang halus dan rata
Penstabil
Penyetabil atau regulator adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menjaga tegangan keluaran agar stabil pada setiap perubahan beban.
2.2 Prinsip Kerja Catu Daya
Komponen-komponen dalam sebuah rangkaian pencatu daya umumnya terdiri dari trafo, dioda, kapasitor, resistor, IC regulator, dan LED sebagai komponen indikator. Komponen tersebut memiliki peran masing-masing dalam mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC yang terintegrasi dalam sebuah rangkaian (Pramono, 2009).
Komponen utama yang bisa digunakan untuk menurunkan tegangan adalah transformator (trafo). Transformator terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan primer (N1) dan lilitan sekunder (N2) yang dililitkan pada suatu inti yang saling terisolasi atau terpisah antara satu dengan yang lain. Besar tegangan pada lilitan primer dan lilitan sekunder ditentukan oleh jumlah lilitan yang terdapat pada bagian primer dan sekundernya. Dengan demikian transformator digunakan untuk memindahkan daya listrik pada lilitan primer ke lilitan sekundernya tanpa adanya perubahan daya yang terjadi (Pramono, 2009).
Tegangan yang dihasilkan oleh transformator masih berbentuk gelombang bolak-balik (AC). Gelombang tersebut harus disearahkan dengan menggunakan penyearah. Rangkaian penyearah yang digunakan memanfaatkan empat buah dioda yang biasa disebut dioda jembatan yang telah dirancang untuk bisa meloloskan kedua siklus gelombang AC menjadi satu arah saja (Gunawan, 2011).
Gelombang dua arah yang telah diubah menjadi satu arah keluaran dari dioda jembatan masih memiliki riak atau noise atau masih memiliki amplitudo tegangan yang tidak rata. Hal ini dikarenakan dioda jembatan hanya menghilangkan siklus negatif 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 (Gunawan, 2011).
Saat dioda menghantarkan arus, maka kapasitor akan terisi sesuai dengan bantuk gelombang masukannya. Setelah tegangan masukan mancapai nilai maksimumnya, tegangan akan tetap dipertahankan jika tidak mendapatkan beban. Jika ada beban tegangan pada kapasitor akan menurun sesuai dengan besarnya beban. Hal ini disebabkan lamanya proses pelepasan muatan oleh kapasitor, jadi seolah-olah amplitudo dari gelombang tersebut menjadi rata (Gunawan, 2011).
Setelah tegangan cukup rata, tegangan tersebut diregulasi oleh IC regulator. Penstabil atau regulator adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menjaga tegangan keluaran agar stabil pada setiap perubahan beban. Setelah tegangan melalui IC regulator kemudian melalui LED. Jika ada tegangan yang melalui LED, maka LED akan menyala. LED dalam rangkaian catu daya dimanfaatkan sebagai indikator (Gunawan, 2011).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum mengenai simulasi rangkaian catu daya dan pengkondisi sinyal dilaksanakan pada hari Selasa, 7 April 2015, pukul 13.00-15.00 WITA. Bertempat di Laboratorium Mekanika Fluida dan Hidrologi, Program Studi Teknik Pertanian, Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin, Makassar.
3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu solder dan multimeter. Sedangkan bahan yang digunakan yaitu trafo CT, satu dioda jembatan, dua kondesator 2200 μF, satu IC 7805, satu IC 7905, dua resistor 100 , dua light emitting dioda (LED), PCB, timah, kabel/tembaga dan dua socket .
3.3 Prosedur Kerja
Prosedur kerja dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:
Mempersiapkan alat dan bahan yang akan digunakan untuk membuat rangkaian catu daya simetris.
Memasang semua komponen pada PCB secara berurutan yaitu memasang trafo, socket pertama, dioda jembatan, 2 buah kapasitor 2200 μF, kedua IC secara sejajar, 2 buah resistor secara sejajar, 2 buah LED secara sejajar dan urutan terakhir socket kedua.
Menyolder kaki-kaki komponen pada papan PCB dengan menggunakan timah dan panas dari solder.
Menghubungkan salah satu dari tiga kaki socket pertama pada kaki dioda jembatan (bukan positif/negatif), satu kaki socket pada kaki dioda jembatan (bukan positif/negatif) dan satu kaki lagi dihubungkan pada salah satu dari kaki socket kedua.
Menghubungkan kaki positif dioda jembatan pada kaki positif kondensator dan kaki negatif dioda jembatan pada kaki negatif kondensator.
Kedua kondensator yang dipasang sejajar, kaki positif dan negatif juga dihubungkan.
Menghubungkan kaki positif kondensator dengan kaki input pada IC 7805.
Menghubungkan kaki negatif kondensator dengan kaki input IC 7905.
Menghubungkan kaki ground dari IC 7805 dengan kaki ground pada IC 7905.
Menghubungkan kaki output IC 7805 dengan salah satu kaki resistor yang pertama dan kaki output dari IC 7905 ke salah satu kaki resistor yang kedua.
Menghubungkan kaki resistor pertama yang salah satu dari kaki telah dihubungkan dengan kaki IC 7805 ke kaki positif LED pertama dan menghubungkan kaki resistor kedua yang salah satu kakinya telah dihubungkan dengan IC 7905 ke kaki negatif LED kedua.
Menghubungkan kaki negatif dari LED pertama ke kaki positif LED kedua.
Menghubungkan salah satu kaki socket (kedua) pada sambungan kaki LED dengan resistor yang pertama dan menghubungkan kembali salah satu kaki socket (kedua) pada sambungan kaki LED dengan resistor yang kedua.
Menguji rangkaian catu daya dengan mengalirkan listrik AC dari sambungan listrik PLN ke trafo, kemudian menghubungkan trafo ke socket pertama.
Jika LED menyala, uji keluaran rangkaian dengan menggunakan multimeter.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Gambar 20. Rangkaian Catudaya
4.2 Pembahasan
Perakitan catu daya bertujuan untuk memperoleh tegangan DC (searah) dari arus AC (bolak-balik). Komponen yang dibutuhkan dalam perakitan catu daya adalah trafo, dioda jembatan, kapasitor, IC regulator, resistor, dan LED sebagai indikator. Hal ini sesuai dengan pendapat Atiqah (2012) bahwa komponen dasar yang digunakan pada untuk merangkaian catu daya adalah transformator, dioda, resistor, dan kapasitor
Tahap awal dari proses perakitan adalah dengan menggambar jalur diatas papan PCB kemudian menyolder setiap komponen sesuai dengan jalur penggambaran. Setiap komponen menjalankan fungsinya masing-masing. Transformator berfungsi untuk menurunkan tegangan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Atiqah (2012), bahwa komponen utama yang bisa digunakan untuk menurunkan tegangan adalah transformator.
Tegangan yang dihasilkan oleh transformator masih berbentuk gelombang bolak-balik (AC). Gelombang tersebut harus disearahkan dengan menggunakan penyearah. Rangkaian penyearah yang digunakan memanfaatkan empat buah dioda yang biasa disebut dioda jembatan. Hal ini sesuai dengan pernytaan Gunawan (2011), bahwa dioda jembatan yang telah dirancang untuk bisa meloloskan kedua siklus gelombang AC menjadi satu arah saja.
Setelah arus disearahkan, tahapan selanjutnya adalah filterisasi. Arus yang telah disearahkan perlu diratakan menggunakan kapasitor. Hal ini sesuai dengan pendapat Atiqah (2012) bahwa penyaring atau filter merupakan bagian yang terdiri dari kapasitor yang berfungsi sebagai penyaring atau meratakan tegangan listrik yang berasal dari rectifier.
Setelah tegangan cukup rata, tegangan tersebut diregulasi oleh IC regulator. IC yang digunakan dalam rangkaian ini adalah IC LM7805 dan IC LM7905. IC ini berfungsi untuk menjaga tegangan keluaran agar stabil pada setiap perubahan beban. Hal ini sesuai dengan pernyataan Gunawan (2011), bahwa penstabil atau regulator adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menjaga tegangan keluaran agar stabil pada setiap perubahan beban.
Setelah tegangan melalui IC regulator kemudian melalui LED. Jika ada tegangan yang melalui LED, maka LED akan menyala. LED dalam rangkaian catu daya dimanfaatkan sebagai indikator.
V. PENUTUP
Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
Komponen yang digunakan dalam merangkai catu daya adalah transformator, dioda jembatan, kapasitor, resistor, IC LM7805 dan IC LM7905, serta LED.
Transformator pada catu daya berfungsi untuk menurunkan tegangan dengan prinsip induksi elektromagnetik
Dioda jembatan berfungsi untuk menyearahkan arus AC menjadi arus DC,.
Kapasitor berfungsi untuk menyaring arus sekaligus menyimpan arus.
Resistor berfungsi untuk menahan arus.
IC berfungsi sebagai pengaman dan mengatur besar tegangan yang dihasilkan.
LED berfungsi sebagai indikator bahwa arus telah mengalir.
5.2 Saran
Sebaiknya setelah praktikum, kita dapat mengaplikasikan dan memahami rangkaian catu daya serta pengkondisi sinyal.
DAFTAR PUSTAKA
Atiqah, Cahyani H. 2012. Makalah alat ukur dan pengukuran. http://www.scribd.com/doc/95501871/Makalah-Venturi. Diakses pada hari Kamis 11 maret 2015 pukul 20.00 WITA.
Gunawan, Budi. 2000. Fisika Dasar: Teori dan Implementasinya. Solo: Tiga Serangkai.
Pramono, Agus dkk. 2003. Catudaya. Jakarta: Bumi Aksara.
Purwanto,Yunus. 2000. Laporan Catu Daya dan Pemanfaatannya. http://ml.scribd.com. Diakses pada hari Kamis, 11 Maret 2015 pukul 20.00 WITA.
Trenggono, Haris D. 2003. Power Supply. http://repository.usu.ac.id. Diakses pada hari kamis 11 Maret 2015 pukul 20.20 WITA.
Very. 2013. Pengenalan Sensor. http://caesarvery.blogspot.com/2015/09/7-alat-ukur-.html. Diakses pada hari kamis 11 Maret 2015 pukul 20.20 WITA.
