• Let's see,, Rumah Seharga $250 Million !!

    Sebuah rumah di America dikabarkan dijual dengan harga yang sangat fantastis. Pemilik rumah tersebut ingin menjual rumah tersebut seharga $ 250 million dollar !!!....

  • Mengenal Playstations Dari Jaman Jadul Dulu

    Bagi anda para penggemar game konsol mungkin sudah tidak asing lagi dengan yang nama nya playstation. Playstation adalah nama sebuah produk konsol game besutan sony yang mulai beraksi sejak tanggal 3 Desember 1994 di Jepang, 9 September 1995 di Amerika dan 28 September 1995 mulai beraksi di Eropa....

  • Motor unik

    Mungkin ada diantara anda sekalian ingin memodifikasi motornya dengan bentuk unik dan menarik tapi masih belum terpikirkan ide yang akan di tuangkan kedalam konsep untuk motor anda. Berikut ini saya mencoba memberikan beberapa inspirasi yang mungkin bisa digunakan untuk memodifikasi motor anda...

  • Some Amazing Mega Structures of the World

    This fantastic and beautiful international airport is situated close to Funchal, Madeira and has many names as Funchal Airport and Santa Catarina Airport. This airport is standing on pillars as it has runway which is 2781 meters long and about 1000 meters of runway is supported by huge 180 pillars. Each pillar is 70 meters tall....

Saturday 22 June 2013

Power Supply

Deskripsi Power Supply (Catu Daya)
Power Supply merupakan pemberi sumber daya bagi perangkat elektronika . Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh power supply arus searah DC (direct current) yang stabil agar dapat 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 power supplydengan regulator zener, op amp dan regulator 78xx.

PENYEARAH (RECTIFIER)
Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar dibawah berikut ini. Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.

Rangkaian Penyearah Sederhana

Pada rangkaian ini, dioda berperan untuk hanya meneruskan tegangan positif ke beban RL. Ini yang disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave). Untuk mendapatkan penyearahgelombang penuh (full wave) diperlukan transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar-2.

Rangkaian Penyearah Sederhana

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.

Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Dengah Filter C

Gambar diatas 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.

Bentuk Gelombang Dengan Filter Kapasitor

Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus I yang mengalir ke beban R. Jika arus I  = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis horizontal. Namun jika beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :
Vr = VM -VL ………. (1)
dan tegangan dc ke beban adalah:
Vdc = VM + Vr/2  ….. (2)
Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan ripple paling kecil. VL adalah tegangan discharge atau pengosongan kapasitor C, sehingga dapat ditulis :
VL = VM e –T/RC ………. (3)
Jika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperoleh :
Vr = VM (1 – e –T/RC) …… (4)
Jika T << RC, dapat ditulis :
e –T/RC » 1 – T/RC   ….. (5)
sehingga jika ini disubsitusi ke rumus (4) dapat diperoleh persamaan yang lebih sederhana :
Vr = VM(T/RC)   …. (6)
VM/R tidak lain adalah beban I, sehingga dengan ini terlihat hubungan antara beban arus I dan nilai kapasitor C terhadap tegangan ripple Vr. Perhitungan ini efektif untuk mendapatkan nilai tengangan ripple yang diinginkan.
Vr = I T/C   … (7)
Rumus ini mengatakan, jika arus beban I semakin besar, maka tegangan ripple akan semakin besar. Sebaliknya jika kapasitansi C semakin besar, tegangan ripple akan semakin kecil. Untuk penyederhanaan biasanya dianggap T=Tp, yaitu periode satu gelombang sinus dari jala-jala listrik yang frekuensinya 50Hz atau 60Hz. Jika frekuensi jala-jala listrik 50Hz, maka T = Tp = 1/f = 1/50 = 0.02 det. Ini berlaku untuk penyearah setengah gelombang. Untuk penyearah gelombang penuh, tentu saja fekuensi gelombangnya dua kali lipat, sehingga T = 1/2 Tp = 0.01 det.
Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat dengan menambahkan kapasitor pada rangkaian gambar 2. Bisa juga dengan menggunakan transformator yang tanpa CT, tetapi dengan merangkai 4 dioda seperti pada gambar-5 berikut ini.
Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Dengan Filter C

Sebagai contoh, anda mendisain rangkaian penyearah gelombang penuh dari catu jala-jala listrik 220V/50Hz untuk mensuplai beban sebesar 0.5 A. Berapa nilai kapasitor yang diperlukan sehingga rangkaian ini memiliki tegangan ripple yang tidak lebih dari 0.75 Vpp. Jika rumus (7) dibolak-balik maka diperoleh.
C = I.T/Vr = (0.5) (0.01)/0.75 = 6600 uF.
Untuk kapasitor yang sebesar ini banyak tersedia tipe elco yang memiliki polaritas dan tegangan kerja maksimum tertentu. Tegangan kerja kapasitor yang digunakan harus lebih besar dari tegangan keluaran catu daya. Anda barangkalai sekarang paham mengapa rangkaian audio yang anda buat mendengung, coba periksa kembali rangkaian penyearah catu daya yang anda buat, apakah tegangan ripple ini cukup mengganggu. Jika dipasaran tidak tersedia kapasitor yang demikian besar, tentu bisa dengan memparalel dua atau tiga buah kapasitor.
REGULATOR
Rangkaian 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 diperlukankomponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran ini menjadi stabil.
Rangkaian regulator yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 6. Pada rangkaian ini, zener bekerja pada daerah breakdown, sehingga menghasilkan tegangan output yang sama dengan tegangan zener atau Vout = Vz. Namun rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA.

Optocoupler

              Optokopler atau optotransistor merupakan salah satu jenis komponen yang memanfaatkan sinar sebagai pemicu on-off. Opto berarti optik dan coupler berarti pemicu. Sehingga bias diartikan bahwa optokopler merupakan suatu komponen yang bekerja berdasarkan pemicu cahaya optic. Optokopler termasuk dalam sensor, yang terdiri dari dua bagian yaitu transmiter danreceiver. Dasar rangkaian optokopler ditunjukkan pada gambar dibawah
            Piranti untuk memisahkan dua bagian dengan tegangan kerja berbeda disebut optocoupler. Pada optocoupler meskipun secara fisik menjadi satu, tetapi sebenarnya terpisah antara bagian cahaya dengan bagian deteksi sumber cahaya. Kondisi yang terisolasi antara masukan dan keluarannya tersebut dikatakan sebagai isolasi elektris (electrical isolation).
  

 Rangkaian Dasar Optocoupler
            Pada optocoupler mampu dibebani dengan tegangan sampai 7500 volt tanpa terjadi kerusakan atau kebocoran. Biasanya dipasaran optocoupler tersedia dengan tipe TLP521 ini mempunyai tegangan isolasi sebesar 2500 volt dengan maksimal kemampuan maksimal LED dialiri arus forward sebesar 800 mA. Namun biasanya arus LED yang digunakan berkisar antara 15 mA – 30 mA, dan untuk menghubungkan dengan tegangan +5 volt diperlukan tahanan pembatas.

IRF ( MOSFETT )

IRF 540 merupakan salah satu transistor bipolar yang mana fungsinya adalah sebagai switching arus, dan selain itu juga IRF 540 ini juga berfungsi sebagi pembangkit PWM (Pulse Width Modulation) dimana putaran dankecepatan motor dapat diatur dengan memberikan nilai duty cycle Dalam mode ini dapat dihasilkan sinyal PWM dengan bentuk digital/pulsa. Adapun nilai duty cycle yaitu perbandingan antara lama pada saat pulsa high dibandingkan dengan periode satu gelombang pulsa.

Sinyal PWM Dengan Berbagai Nilai Duty Cycle