Download - Makalah Ic Regulator1
IC Adalah rangkaian elektronik lengkap yang dimasukan dalam satu chip silicon.
Di dalam satu buah IC bisa berisi puluhan, ratusan, bahkan ribuan komponen
elektronika (transistor, resistor, dioda, kapasitor, dll) yang bersama-sama sebagai
pengantar listrik yang bekerjanya disesuaikan dengan fungsi dari IC itu sendiri.
Karena keterbatasannya, maka kapasitor bernilai besar tidak dapat di masukkan di
dalam IC, sehingga harus dipasang di luar. IC regulator adalah IC yang tujuannya
mengatur atau mer regulasi, agar suatu tegangan menjadi tetap walaupun beban
berubah dan tegangan input berubah. Demikian juga dengan komponen-komponen
yang bisa di set nilainya di pasang di luar. Contohnya : IC seri 78, IC seri 79, seperti
IC 7805, 7812, 7912, 7918, STR, TEA 2261.
Teknik pembuatan IC sama dengan pembuatan transistor, karena IC memang
perkembangan dari transistor. IC dapat diklasifikasikan menurut apliksasinya, yaitu
IC digital dan IC analog. Di dalam IC digital terdapat rangkaian jenis saklar (on/off),
sedangkan IC analog berisi rangkaian jenis penguatan.
1. Jenis IC
Berikut jenis IC dari segi bentuk dan fungsinya dalam peralatan elektronika.
a. IC op-amp
Disebut juga amplifier oprasional. IC ini merupakan IC analog,
penguatan pada op-amp merupakan penguatan sangat tinggi, sehingga
perubahan kecil pada input akan mengakibatkan perubahan yang besar
pada output.perubahan ini disebabkan adanya kepekaan terhaadap inputan,
sehingga diperlukan umpan balik untuk mengurangi level kepekaan. Ada
dua jenis umpan balik, yaitu umpan balik positif dan umpan balik negatif.
Umpan balik negatif berfungsi untuk mengurangi penguatan, sedangkan
umpan balik positif digunakan untuk meningkatkan penguatan.
b. IC power adaptor (regulator)
IC ini digunakan sebagai komponen utama rangkaian power adaptor
pada sub rangkaian regulator. Fungsi dari IC jenis ini adalah untuk
menstabilka tegangan/voltase.
c. IC silinder
Bentuk IC jenis ini adalah silinder dan banyak digunakan pada
rangkaian penguat pesawat CB(Citizen Band) atau HT(Held Tranceived).
IC jenis ini mempunyai tingkat ketahanan dan keawetan lebih lama dari
pada jenis IC penguat yang lain.
d. IC timer 555
IC timer 555 adalah jenis IC yang digunakan untuk penunda waktu
dan oscilator. Penerapan IC sebagai oscilator adalah dengan
membangkitkan sinyal yang diperlukan untuk mengoprasikan rangkaian
digital. Pada rangkaian IC timer 555 yang difungsikan sebagai pewaktu,
yaitu penentuan waktu oleh besarnya nilai tahanan dan kondensator,
dihitung dengan rumus s = 1,1 x R x C .Pada rangkaian IC555 sebagai
oscilator, rangkaian tersebut akan menghasilkan pulsa yang terus menerus
dan dalam beroprasinya tidak diperlukan sinyal input. Adapun bentuk sinyal
yang dihasilkan berbentuk pulsa segi empat yang frekuensinya berkisar
antara 1Hz – 100Hz.
e. IC Digital
IC digital merupakan IC yang mulai banyak digunakan dalam elektronika.
IC jenis ini memiliki suatu titik elektronis yang berupa kaki IC. IC jenis ini
mempunyai 2 keadaan logika, yaitu logika '0' (rendah) atau logika '1' (tinggi).
Suatu titik elektronis mewakili satu 'binary digit' atau biasa disingkat dengan
sebutan 'bit'. Binary berarti sitem bilangan yang hanya mengenal dua angka, 0
dan 1.
2. Simbol IC
Simbol IC op-amp
Simbol IC Timer 555
3. Bentuk Fisik IC
IC Bersusun IC digital
PRINSIP KERJA IC REGULATOR
Dalam circuit diagram IC Regulator. Pada saat tegangan output di terminal B
rendah, tegangan baterai mengalir ke base Tr1 melalui resistor R1 dan Tr1, ON, pada
saat itu arus field ke rotor coil mengalir dari B®rotor coil®F®Tr1®E.
Pada saat tegangan output pada terminal B tinggi, tegangan yang lebih tinggi itu
dialirkan ke zener diode (ZD) dan bila tegangan ini mencapai tegangan zener, maka
ZD menjadi penghantar. Akibatnya, Tr2 ON dan Tr1 OFF. Ini akan menghambat arus
field dan mengatur tegangan output.
Tegangan Zener
Bila tegangan yang dialirkan ke zener diode dengan arah maju (pada gambar
adalah dari A ke B), maka arus akan mengalir sama seperti pada diode biasa. Akan
tetapi, bila pada arah mundur (dari B ke A) dialirkan tegangan yang di bawah level,
maka zener diode tidak dapat menjadi penghantar dan arus tidak mengalir.
Perbedaan antara zener diode dengan diode normal adalah bahwa bila pada arah
mundur dialirkan tegangan yang di atas level, zener diode akan menjadi penghantar
dan arus dapat mengalir.
Tegangan dimana zener diode berubah dari non penghantar menjadi penghantar
pada arah mundur disebut “zener breakdown voltage”
Di bidang otomotif IC regulator diterapkan dan dapat ditemui pada sistem
pengisian. Sistem ini merupakan sistem yang mempunyai fungsi menyediakan atau
menghasilkan arus listrik yang nantinya dimanfaatkan oleh komponen kelistrikan
pada kendaraan dan sekaligus mengisi ulang arus pada baterai.
Baterai pada kendaraan merupakan sumber listrik arus searah. Sifat muatannya
adalah akan habis jika dipakai terus secara kontinu. Padahal keperluan arus listrik
bagi perlengkapan kendaraan adalah setiap saat,utamanya akan banyak dihabiskan
oleh sistem starter. Muatan listrik baterai akan berkurang bahkan habis apabila
komponen kelistrikan kendaraan dihidupkan saat mesin mati.
Dengan demikian agar baterai selalu siap pakai dalam arti muatannya selalu
penuh, maka harus ada suatu sistem yang dapat mengisi ulang muatan. Nah sistem
pengisian inilah yang mempunyai fungsi tersebut.Sistem pengisian bekerja apabila
mesin dalam keadaan berputar. Selama mesin hidup sistem pengisian yang akan
menyuplai arus listrik bagi semua komponen kelistrikan yang ada, namun jika
pemakaian arus tidak terlalu banyak dan ada kelebihan arus, maka arus akan
mengisi muatan di baterai. Dengan demikian baterai akan selalu penuh muatan
listriknya. Arus yang dihasilkan oleh sistem pengisian adalah arus bolak balik.
Padahal semua sistem dan komponen kelistrikan kendaraan memakai arus searah.
Diodalah yang berfungsi menyearahkan arus bolak balik.
Sistem pengisian pada masa sekarang banyak menggunakan IC regulator
daripada memakai regulator mekanik. Kelebihan sistem pengisian generator AC
(alternator) yang menggunakan IC regulator dibanding dengan sistem pengisian
generator AC (alternator) yang menggunakan regulator mekanik, yaitu:
1 Stabilitas pengaturan tegangan dan arus yang dihasilkan lebih tinggi.
2 Ukuran regulator lebih kecil sehingga memungkin dijadikan satu kesatuan
dengan unit altenator.
3 Rangkaian sistem pengisian lebih sederhana.
4 Tidak memerlukan penyetelan.
5 Dapat dirancang altenator yang mampu bekerja pada putaran tinggi,
sehingga ukuran altenator lebih kecil untuk daya sama.
6 Diameter rotor lebih kecil guna meningkatkan putaran alternator.
7 Menggunakan V ribbed belt untuk memperluas kontak belt dengan pully
sehingga tidak slip.
8 Lubang radiasi lebih banyak dan kipas pendingin ada di dalam alternator
sebagai upanya meningkatkan proses pendinginan.
Adapun komponen sistem pengisian adalah sebagai berikut:
1. Baterai,
sebagai sumber arus dan media penyimpanan arus pengisian Fungsi lainnya
sebagai pemasok arus listrik untuk kebutuhan lampu-lampu waktu kendaraan
berhenti/parkir di malam hari, alarm, jam elektronik, dan sebagainya saat mesin
mati
Ketika mesin hidup, aki berhenti bekerja. la hanya menerima pengisian yang
dikirim oleh alternator
2. Kunci Kontak,
sebagai pemutus dan penghubung arus dari baterai ke regulator
3. Fuseblelink
Sebagai alat pengaman sekelompok rangkaian dari arus berlebihan akibat
hubung pendek maupun beban berlebihan
4. Fuse
Sebagai alat pengaman rangkaian dari arus berlebihan akibat hubung pendek
maupun beban berlebihan
5. Lampu indikator charger
Indikasi berfungsi tidaknya sistem pengisian
6. Relay
Memperkuat arus listrik dari baterai yang menuju ke rotor coil
7. Regulator,
Tegangan listrik dar alternator tidak selalu konstan hasilnya, karena hasil listrik
alternator tergantung kecepatan putaran mesin. Fungsi regulator adalah
mengatur besarnya arsu listrik yang masuk kedalam rotor coil sehingga
tegangan yang dihasilkan oleh alternator tetap/konstan menurut harga yag
ditentukan walaupun kecepatannya berubah-ubah, selain itu juga berfungsi
untuk mematikan tanda dari lampu pengisian, lampu ini akan otomatis mati
apabila alternator sudha menghasilkan arus listrik.
8. Alternator.
Alternator berfungsi untuk merubah energi mekanik yang didapatkan dari
mesin menjadi tenaga listrik. Energi mekanik mesin dihubungkan oleh pully yang
memutarkan rotor sehingga membangkitkan arus bolak-balik pada stator yang
diubah menjadi arus searah oleh dioda. Bagian utama dari sebuah Alternator
terdiri dari sebuah rotor yang membangkitkan elektromagnetik, stator yang
membangkitkan arus listrik dan dioda yang menyearahkan arus listrik. Sebagai
tambahan terdapat pula brush yang mengalirkan arus ke rotor coil untuk
membentuk garis gaya magnet, bearing untuk memperhalus putaran motor dan
fan untuk mendinginkan rotor, stator, dan dioda. Semua bagian tersebut
dipegang oleh front dan rear frame.
Konstruksi Alternator terdiri dari:
a. Puli (Pully)
Puli berfungsi untuk tali kipas.
b. Kipas (Fan)
Fungsi kipas untuk mendinginkan diode dan kumparan-kumparan pada
Alternator.
c. Brush
Yaitu berfungsi sebagai panghantar arus kerotor coil
d. Rotor coil
Rotor tersusun dari inti kutub magnet (pole core), Field coil (rotor koil), slip ring
dan rotor shaft. Field coil tersebut digulung dengan cara penggulungan yang
arahnya sama dengan putarannya, dan masing-masing ujungnya dihubungkan
pada slip ring, kedua inti kutub dipasang pada kutub ujung kumparan sebagai
penutup field coil. Garis gaya magnet akan timbul pada saat arus mengalir, salah
satu kutub menjadi kutub N dan yang lain menjadi kutub S. Slip ring tersebut
dibuat dari logam baja putih (stainless stell) dengan permukaan yang
berhubungan dengan brush dan dikerjakan sangat halus. Slip ring dipisahkan
dari poros rotor (rotor shaft).
e. Stator coil
Stator terdiri dari inti magnet dan kumparan, bagian depan dan belakang
dipasang frame sebagai pelindung. Gulungan terdiri dari kawat tembaga yang
dilapisi dengan lapisan tipis yang bersifat isolator. Di bagian dalam terdapat
slotslot yang terdiri dari tiga kumparan yang terdiri dari tiga kumparan yang
bebas. Inti magnet bertugas sebagai saluran garis-garis gaya magnet. Gulungan
kawat pada stator berjumlah tiga pasang yang dipasangkan secara segi tiga
atau bintang, namun yang paling banyak dipakai adalah hubungan bintang, arus
listrik yang dihasilkan adalah arus bolak balik tiga phase.
f. Rectifier (silicon diode)
Pada diode holder terdapat tiga buah diode positif dan tiga buah diode negative.
Arus yang dibangkitkan oleh alternator dialirkan dari diode holder pada posisi
positif sehingga terisolasi dari end frame. Selama proses penyearah, diode
menjadi panas sehingga diode holder bekerja meradiasikan panas ini dan
mencegah diode menjadi terlalu panas. Pada model yang lama bagian diode
positif (+) mempunyai rumah yang lebih besar dari bagian negative (-). Selain
perbedaan tersebut ada lagi perbedaannya yaitu strip merah pada diode positif
dan strip hitam pada diode negatif.
g. Frame
Mempunyai dua fungsi yaitu sebagai pendukung rotor dan sebagai pemegang
dengan mesin, kedua frame mempunyai beberapa saluran udara untuk
meningkatkan kemampuan pendinginan.
Gambar rangkaian
Konstruksi alternator dengan IC regulator terdapat beberapa macam diantaranya:
1 Alternator tipe A
2 Alternator tipe B
3 Alternator tipe M
1) IC REGULATOR TIPE – A
Alternator ini adalah tipe dengan diode arus medan dengan netral point regulator
tipe A dasar. (Jenis IC regulator ini tidak banyak dipakai sekarang).
Relay lampu chargenya adalah jenis titik kontak normally open.
IC regulator tipe A adalah peralatan solid state yang terdiri dari dua transistor, tiga
resistor dan dua diode. Fungsi regulator adalah untuk mempertahankan tegangan
output alternator tetap pada harga yang ditentukan. Hal itu dilakukan dengan
mengatur arus medan yang mengalir melalui kumparan medan.
Pengaturan Arus Field
Arus medan (field current) diatur dengan jalan mengatur bagian massa (terminal F)
kumparan medan dengan menggunakan Tr1. Pada saat Tr1 ON dan sirkuit massa
tertutup, arus perangsang (exiting current) mengalir melalui rotor coil.
Penginderaan Tegangan output
Tegangan output alternator dialirkan ke zener diode (ZD) melalui resistor (R). Bila
tegangan outputnya melebihi tegangan tertentu, maka zener diode akan mengalirkan
signal ke Tr2. Signal ini akan menghambat sirkuit massa rotor coil lewat Tr2.dan Tr1.
2) IC REGULATOR TIPE-B
Ini adalah field-diodes exciting alternator dengan netral point diode. IC
regulator tipe B yang mengembangkan tipe A banyak digunakan. Untuk relai
lampu charge, akan dijelaskan tipe point yang biasanya banyak digunakan. IC
Regulator tipe B, sirkuitnya berdasar pada tipe A tetapi ada perbedaan pada hal-
hal berikut:
Tipe A mendeteksi tegangan pada terminal B alternator sedangkan tipe B
mendeteksi tegangan pada terminal baterai. Sebagai tambahan, digunakan
resistor (R3) dan diode (D3) pada tipe B agar dapat mendeteksi tegangan pada
terminal L tegangan perangsang (exciting voltage).
Selanjutnya, resistor (Rd) disediakan untuk mendeteksi adanya sirkuit yang
terbuka pada rotor coil.
Fungsi sirkuit A
(a) Selama pengisian pendahuluan arus field, Tr3 di OFF-kan menghentikan arus
yang mengalir melalui Rd (resistor) untuk mencegah penurunan arus perangsang
pendahuluan(initial exciting current)
(b) Bila tegangan terminal L melebihi sekitar 8 volt, sirkuit A menyebabkan Tr3 ON-
OFF untuk mengurangi arus yang digunakan oleh Rd.
(c) Bila terminal L tegangannya turun di bawah 8 volt, sirkuit A mempertahankan Tr3
tetap pada ON dan menurunkan tegangan terminal L di bawah 8 volt.Ini
mengoperasikan relay lampu charge dengan mempertahankan terminal A tetap
rendah dan menyalakan lampu charge.Bila terjadi putus pada rotor coil selama
pembangkitan tenaga, maka tegangan terminal L dibagi dua antara R, dan Rd,
sehingga menjadi sekitar 3 volt.
R1 = 19 W
Rd = 5,4 W
(d) Bila tidak ada input melalui terminal S selama pembangkitan tenaga (bila sirkuit
sensor tegangan baterai terbuka) dirkuit sirkuit A mengirimkan signal-ON ke Tr2.
Ini mempertahankan tegangan terminal L tetap rendah dengan cara yang sama
seperti pada C di atas untuk menyalakan lampu charge.
(e) Bila kunci kontak diposisikan ON, menyebabkan teganga pada terminal L
menjadi lebih tinggi misalnya 8 volt, tetapi bila tegangan terminal L tidak
dipertahankan tetap di atas 8 volt pada periode tertentu, maka sirkuit A tidak
dapat membuat Tr3 ON-OFF berganti-ganti.
3) IC REGULATOR TIPE-M
Alternator ini adalah compact alternator dengan neutral point diode.
Perbedaannya antara alternator yang menggunakan IC regulator tipe B ialah adanya
tiga buah field diode dan initial exciting resistor dihapuskan dan IC regulator-lah yang
mengatur arus perangsang (exciting current).
Untuk IC regulatornya dipergunakan IC regulator tipe M multi fungsi.
Untuk IC Regulator tipe M terdiri dari IC campuran yang built-in monolitic intergrated
circuit (MIC). Type M berbeda dengan tipe B, bahwa IC berfungsi sebagai detektor
rotor coil open circuit dan untuk lampu peringatan charge. Dengan ditiadakannya tiga
buah field diode dan initial exciting resistor, sistem pengisian menjadi sederhana.
Pada IC regulator tipe M, lampu charge akan menyala bila terdapat tiga gangguan
berikut:
Sirkuit rotor coil terbuka
Sirkuit regulator sensor (terminal S ) terbuka
Tegangan pada terminal turun di bawah 13 V
Cara kerja Regulator IC Type M
1. KUNCI KONTAK ON, MESIN MATI
Bila kunci kontak ON maka, tegangan baterai mengalir ke terminal IG regulator.
Tegangan ini dideteksi oleh MIC dan Tr1 ON, menyebabkan arus medan mula
mengalir ke rotor coil melalui baterai dan terminal B. Untuk mengurangi pengeluaran
arus baterai pada saat kunci kontak ON seperti ini, MIC mempertahankan arus
medan mula pada harga yang kecil yaitu 02 A dengan ON-OFF pada Tr1 dengan
cara terputus-putus.
Lampu Kontrol Pengisian
Karena pembangkitan tenaga listrik belum dimulai maka tegangan terminal P
adalah nol. Ini dideteksi oleh MIC dan mengakibatkan Tr2 OFF dan Tr3 ON sehingga
lampu kontrol pengisian akan menyala.
IG S/W“ON”
MIC Detecs
Term.IG Volt
Tidak ada tegangan
pada terminal P
Tr1: On (arus medan mula dipertahankan pada 0.2 A dengan cara terputus-putus
Arus medan mula mengalir pada rotor dan rotor jadi magnet
Tr3 : ON Lampu Kontrol Pengisian Menyala
PEMBANGKITAN ARUS OLEH ALTERNATOR
(belum mencapai tegangan regulasi)
Bila alternator mulai membangkitkan arus, maka tegangan terminal P naik, MIC
merubah Tr1dari ON- OFF putus-putus menjadi terus ON.Ini menyebabkan baterai
mengalirkan arus medan yang cukup ke rotor coil. Oleh karena itu, pembangkitan
arus naik dengan tiba-tiba.
Lampu Kontrol Pengisian
Pada saat tegangan terminal P naik, MIC membuat Tr3 OFF dan Tr2 ON.karena
potensial antara kedua ujung lampu warning charge,maka lampu mati.
Tegangan dari term P
MIC Detecs
Ada tegangan
pada terminal P
Tr1: On mengalirkan arus medan untuk kumparan medan (rotor
2. PEMBANGKITAN ARUS OLEH ALTERNATOR
(Mencapai Tegangan Standar)
Bila Tr1 terus ON dan tegangan terminal S mencapai harga standar, kondisi ini
dideteksi oleh MIC dan Tr1 OFF.
Bila tegangan terminal S turun di bawah harga standar, maka MIC mendeteksi
penurunan ini dan Tr1 ON lagi. Dengan pengulangan proses ini tegangan terminal S
akan terus pada harga standar.
Lampu Kontrol Pengisian
Karena tegangan terminal tinggi, MIC mempertahankan Tr3 OFF dan Tr2 ON
sehingga lampu warning charge tetap tidak menyala.
Arus Keluaran dari B+ Alternator mengalir ke Baterai dan beban
Tr2 : ONTr3 : OFF
Lampu Kontrol Pengisian Padam
Tegangan terminal Pdi atas 14,5 V
MIC DETECTSAda tegangan
pada terminal P
Tr1: OFF
3. TERBUKA PADA SIRKUIT REGULATOR SENSOR (TERMINAL S)
Bila sirkuit regulator sensor terbuka pada saat alternator berputar, “tidak ada
input dari terminal S” yang dideteksi oleh MIC, Tr1 On dan OFF untuk
mempertahankan tegangan terminal B antara 13,3 Volt sampai 16,3 Volt.
Ini mencegah kenaikan tegangan keluaran yang terlau tinggi, dengan demikian akan
melindungi alternator,IC regulator dan komponen-komponen kelistrikan kendaraan.
Lampu Kontrol Pengisian
Bila MIC mendeteksi “tidak adanya input dari terminal S” Tr2 OFF dan Tr3 ON,
menyebabkan lampu kontrol pengisian menyala.
Tegangan terminal S dibawah 14,5 V
MIC DETECTSAda tegangan
pada terminal S
Tr1: OFFARUS PENGISIAN
MIC DETECT
Tidak ada input dari terminal S
4. TERBUKA PADA SIRKUIT TERMINAL B ALTERNATOR
Pengisian baterai yang tidak dapat berlangsung sehingga MIC mempertahankan
tegangan terminal B 20 Volt dengan basis tegangan terminal P membuat Tr1 ON dan
Tr2 OFF. Ini mencegah kenaikan tegangan output yang terlalu tinggi dan melindungi
alternator dan IC Regulator.
Lampu Kontrol Pengisian
Bila pengisian tidak terus berlangsung maka tegangan baterai tentu akan
menurun. Bila tegangan terminal S ( tegangan baterai ) turun dibawah 13 volt ini
akan dideteksi oleh MIC yang selanjutnya Tr2 OFF dan Tr3 On dan menyebabkan
lampu kontrol pengisian menyala.
Sirkuit regulator sensor terbuka
Tegangan terminal P di atas
16 Volt Ada tegangan pada terminal P
Tr2 : OFFTr3 : ON
Lampu kontrol pengisian nyala
Tegangan terminal P di bawah 16 Volt
MIC DETECT
Ada tegangan pada terminal P
Tr1 : ONArus pengisian
Tegangan terminal S di atas 13 Volt
MIC DETECT
Ada input dari terminal S
Tegangan terminal P naik hingga 20 volt
5. TERBUKA PADA SIRKUIT KUMPARAN MEDAN
Bila sirkuit kumparan medan terbuka/putus, pengisian baterai berhenti karena
pembangkitan listrik terhenti. Juga tegangan output terminal P menjadi nol.
Lampu kontrol pengisian
Bila tidak ada pembangkitan listrik tegangan terminal P menjadi nol, kondisi ini
dideteksi oleh MIC dan Tr2 OFF sedangkan Tr3 ON. Lampu kontrol pengisian
menyala.
Daftar Pustaka
MIC DETECT
Ada input dari terminal
STr2 OFFLampu kontrol nyala
http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/pengertian-ic-integrated-circuit/
http://denny333.wordpress.com/2012/07/11/sistem-pengisian-charging-system/
http://tholibs.blogspot.com/2012/08/sistem-pengisian-generator-ac.html
http://herisaputra.mywapblog.com/mengenal-ic-intregated-circuit-komponen.xhtml
http://fendy-automotive.blogspot.com/2013/04/sistem-pengisian-generator-ac.html