POWER SUPPLY

LAPORAN

Untuk memenuhi tugas besar mata kuliah Instrumentasi Industri

Yang dibina oleh Bapak I Made Wirawan

Oleh

Ananda Putri Syaviri (130533608243)

Robby Maulana Z.P (130533608244)

Tito Tri Prabowo (130533608228)

Viky Nur Handoko (130533608255)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PRODI SI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

Desember 2013

Power Supply

Ananda Putri Syaviri (130533608243), Robby Maulana Z.P (130533608244),

Tito Tri Prabowo (130533608228), Viky Nur Handoko (130533608255), Jurusan

Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang.

ABSTRAK

Power Supply adalah perangkat keras yang berfungsi untuk menyuplai tegangan

langsung kekomponen dalam casing yang membutuhkan tegangan, misalnya

motherboard, hardisk, kipas, dll. Input power supply berupa arus bolak-balik

(AC) sehingga power supply harus mengubah tegangan AC menjadi DC (arus

searah), karena hardware komputerhanya dapat beroperasi dengan arus

DC. Power supply berupa kotak yang umumnya diletakan dibagian belakang atas

casing.

Kata kunci : Power Supply.

A. TUJUAN

Mahasiswa mengetahui karakteristik rangkaian power supply

Mahasiswa dapat merangkai rangkaian power supply.

Mahasiswa dapat menganalisis karakteristik rangkaian power supply.

Mampu membuat Power Supply secara sederhana.

Mengetahui aplikasi, dan prinsip kerja dari Power Supply.

Mahasiswa dapat mengetahui cara kerja dari masing- masing komponen

yang menyusun power supply itu sendiri.

B. DASAR TEORI

1. POWER SUPPLY

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

1

tegangan yang diperlukan oleh peralatan tersebut.Penyesuaian tegangan ini

dilakukan oleh sebuah alat yng dinamakan Power Supply atau adaptor.

•    Power Supply.

power supply adalah sebuah perangkat yang memasok energi listrik untuk satu

atau lebih beban listrik atau alat atau sistem yang berfungsi untuk menyalurkan

energi listrik atau bentuk energi jenis apapun yang sering digunakan untuk

menyalurkan energi 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 satu daya. Secara prinsip

rangkaian power supply adalah menurunkan tegangan AC , menyearahkan

tegangan AC sehingga menjadi DC ,menstabilkan tegangan DC. 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 ( di Indonesia, PLN) menjadi

arus listrik searah (DC)yang dibutuhkan oleh komponen pada PC. Power supply

diharapkan dapat melakukan fungsi berikut ini.

-    Rectification : konversi input listrik AC menjadi DC.

-    Voltage Transformation : memberikan keluaran tegangan / voltage DC yang

sesuai dengan yang dibutuhkan.

-    Filtering : menghasilkan arus listrik DC yang lebih "bersih", bebas dari ripple

ataupun noise listrik yang lain.

-    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

2

-    Isolation : memisahkan secara elektrik output yang dihasilkan dari sumber

input

-    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

3

mengendalikan tegangan, sekiranya terjadi perubahan beban pada output. Ia dapat

bekerja dalam selang waktu singkat, hanya dalam hitungan microsecond.

 Power Supply adalah perangkat keras yang berfungsi untuk menyuplai tegangan

langsung kekomponen dalam casing yang membutuhkan tegangan, misalnya

motherboard, hardisk, kipas, dll. Input power supply berupa arus bolak-balik (AC)

sehingga power supply harus mengubah tegangan AC menjadi DC (arus searah),

karena hardware komputer hanya dapat beroperasi dengan arus DC. Power

supply berupa kotak yang umumnya diletakan dibagian belakang atas casing.

Fungsi Power Supply dalam komponen komputer sangat vital, karena power

supply merupakan pembagi arus untuk semua perangkat khususnya motherboard.

Power Supply berfungsi untuk mengubah tegangan dari arus AC menjadi

tegangan DC, itu di karenakan hardware di dalam komputer hanya dapat

beroperasi dengan arus DC. Pengertian dari power supply adalah sebuah

perangkat yang terdapat di dalam CPU yang berfungsi untuk menyalurkan arus

listrik ke berbagai peralatan komputer. Fungsi power supply yang kurang

baik/rusak dapat menghasilkan tegangan DC  yang tidak rata dan banyak riaknya

(ripple). Jika digunakan dalam jangka waktu yang cukup lama akan menyebabkan

kerusakan pada komponen computer, misalnya Harddisk. Cara kerja power

supply tidaklah sesulit yang kita lihat, kita hanya cukup menekan tombol power

pada casing, yang terjadi adalah power supply akan melakukan cek dan tes

sebelum membiarkan sistem start. Jika tes telah sukses, power supply mengirim

sinyal khusus pada motherboard, yang disebut power good.

Beberapa komponen akan dijelaskan , berikut :

2. Resistor

Resistor atau hambatan mempunyai fungsi  sebagai penghambat arus listrik, membagi tegangan dan sebagai unsur pemanas alat-alat listrik lain. Resistor memiliki ciri-ciri mempunyi 4 gelang warna dan gelang keempat terpisah dari gelang lainya yaitu sebagai toleransi. Cara mengukur resistor adalah sebagai berikut.

pita pertama sebagai puluhan pita kedua sebagai satuan pita ketiga sebagai faktor pengali d. pita keempat sebagai toleransi

4

Warna Pita 1 Pita 2 Pita 3 Pita 4

Hitam        - 0 1 -

Coklat 1 1 101 -

Merah 2 2 102 -

Orange 3 3 103 -

Kuning 4 4 104 -

Hijau 5 5 105 -

Biru 6 6 106 -

Ungu 7 7 107 -

Abu-abu 8 8 108 -

Putih 9 9 109 -

Emas        -        - 10-1 +/- 5%

5

Perak        -        - 10-2 +/- 10%

 

Table 1.1 Warna-Warna Gelang Pada Resistor

Sebagai catatan dari table diatas bahwa gelang yang tidak memiliki warna mempunyai toleransi sebesar  +/- 20 %

3. Tranformator

Fungsinya untuk menaik turunkan tegangan. Transformator atau trafo menurut fungsinya dibagi menjadi dua yaitu :

a.  Transformator penaik tegangan (Step Up)

b. Transformator penurun tegangan (Step Down).

4. Kapasitor.

Kapasitor atau sering disebut Elco berfungsi menyimpan tegangan sementara.

5. Dioda.

Adalah komponen elektroika yang hanya dapat mengalirkan arus listrik dari satu    arah saja. Dan mempunyai kaki yang    disebut elektroda yaitu Anoda dan Katoda.

6. PCB (Printect Circuit Board).

Adalah papan rangkaian yang digunakan untuk menempatkan komponen- komponen elektronika.

7. IC (Intergrated Circuit).

IC  terdiri dari komponen Resistor, Dioda, Kapasitor, dan  Transistor.

6

8. Sekring.

Berfungsi untuk menyambungkan arus listrik.

C. ALAT DAN BAHAN

Bahan: Kabel jumper 3 warna secukupnya Diode IN4007 4 buah Resistor 1K 0.5 W 1 buah Potensiometer 100K 2 buah Kapasitor Elco 4700 µF 25 V 2 buah LED merah 2 buah Papan PCB IC 7912 1 buah IC 7812 1 buah Transistor TIP 41C 1 buah Transistor TIP 42C 1 buah Timah Putih secukupnya Kabel Capit Buaya 1 set Transformator CT 2A 1 buah Saklar 1 buah Kabel AC secukupnya Casing/box 1 buah Skrup secukupnya Spiser secukupnya Art paper secukupnya

Alat: Solder Gunting Bor + mata bor 0,8 mm & 1 mm Gergaji Larutan HCL Larutan H2O2

Air Timba Obeng Stop kontak Setrika Printer Laptop Amplas

7

AVO meter

D. CARA KERJA 1) Siapkan alat dan bahan2) Siapkan gambar rangkaian seperti dibawah ini:

a.

3) Cetak gambar rangkaian dengan printer pada art paper4) Siapkan larutan yang terdiri dari HCL, H2O2, dan air dengan

perbandingan HCL : H2O2 sama dengan 1:25) Siapkan papan PCB, latekkan cetakan gambar rangkaian pada papan PCB,

lalu setrika sampai gambar rangkaian menempel pada papan PCB6) Masukkan papan PCB yang telah tertempel gambar rangkaian pada air,

diamkan selama ±5 menit sampai kertas terlepas dan gambar menempel pada PCB

8

7) Masukkan papan PCB pada larutan campuran HCL dan H2O2 dan tunggu sampai tembaga pada papan PCB terkikis

8) Angkat papan PCB, bilas dengan air, dan gosok dengan ampelas sampai gambar rangkaian pada PCB terlihat dengan jelas dan tunggu sampai kering

9) Gergaji papan PCB sampai ukurannya sesuai outline rangkaian PCB10) Lubangi node-node tempat komponen PCB menggunakan bor 0.8 dan 1

mm11) Pasang komponen PCB pada papan rangkaian yang terdiri dari dua elco

4700 µF 25V, satu resistor 1K 25W, satu transistor TIP 41C, satu transistor TIP 42C, satu IC 7812, satu IC 7912, empat diode IN4007, satu LED, dan kabel jumper tiga warna

12) Solder komponen PCB pada papan rangkaian menggunakan timah putih.13) Mengecek Rangkaian dengan menggunakan AVOmeter.

14) Merapikan kabel-kabel dan bekas solder yang kurang rapi.15) Power supply siap digunakan.

E. HASIL

1. Prinsip Kerja Alat

Menurunkan tegangan AC -> menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi DC -> Menstabilkan tegangan DC, yang terdiri atas transformator, dioda dan kapasitor/condensator.

Tegangan jala-jala 220 volt dari listrik PLN diturunkan oleh transformator penurun tegangan(step down) 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.

Gelombang dua arah yang telah diubah menjadi satu arah keluaran dari dioda bridge 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. Tingkat kerataan dari gelombang yang dihasilkan

9

masih dipengaruhi oleh impedansi beban yang kelak akan dihubungkan dengan rangkaian power supply tersebut. Semakin kecil impdansi 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. Kemudian tegangan tersebut diubah menjadi + 12 vdc ketika melalui regulator LM 7812 dan diubah kembali menjadi -12 vdc ketika melalui regulator LM 7912.

2. Gambar Alat

10

Gambar 3. Gambar Alat

3. Gambar Rangkaian

Gambar 4. Skema Rangkaian

4. Analisa Data

11

Sumber tegangan yang digunakan yaitu sumber AC 220 volt. Kemudian tegangan

tersebut masuk ke trafo step down sehingga outputnya menjadi 6 volt .Arus masuk ke

dioda jembatan sehingga arus yang awalnya arus AC menjadi arus DC. Hal ini

disebabkan karena selama setengah siklus tegangan sekunder yang positif

menyebabkan arus akan mengalir ke diode ke2 dan tidak akan mengalir ke dioda 1

karena diode 1 yang merefers arus kemudian diode 2 yang memfordward arus.

Kemudian pada saat arus kembali ke penyearah jembatan maka arus melalui diode ke

3 karena arus cenderung mengalir dari potensial tinggi ke rendah dan kembali ke

trafo. Dan selama setengah siklus tegangan sekunder yang negative maka arus

melalui diode ke 4 lalu masuk ke rangkaian. Pada saat arus kembali ke penyearah

jembatan arus hanya melalui diode 1 dan kembali ke trafo. Dari proses tersebut

rangkaian hanya mengalami satu kondisi meyebabkan arus dari ac menjadi dc. Arus

masuk ke regulator IC 7812 sehingga tegangan yang sebelumnya 6 volt menjadi 4,6

volt sehIngga arus terbagi 3 yaitu ke output, ke resistor dan led, dan ke kapasitor

menyebabkan resistor dan led, kapasitor dan output memiliki tegangan yang sama.

Kapasitor disini berguna pada saat tegangan turun kapasitor dapat membantu

menyuplai tegangan ke resistor dan output. Pada saat rangkaian dihubungkan dengan

sumber tegangan lalu led pada rangkaian menyala maka rangkaiannya sudah benar.

5. Kesimpulan

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.

Mengubah teg bolak balik (AC) menjadi tegangan searah (DC)..dan teg DC tadi dibagi-bagi menjadi beberapa teg keluaran yg berbeda spt 3.3volt, 5 volt, 12volt dll sesuai kebutuhan komponen yg ada.

Sama seperti batere laptop. Saat listrik ada, dia akan mengisi dirinya hingga penuh. Saat listrik mendadak mati, dia akan menggantikan fungsi PLN sampai kapasitasnya habis.

12

6. DAFTAR PUSTAKA

- http://mediapembelajaran-unm.blogspot.com/2013/06/laporan-

pembuatan-downloade-avr.html

- http://imamst1.wordpress.com/2011/11/16/cara-kerja-rangkaian-

power-supply/

- http://morningbeeinvasion.wordpress.com/2012/10/13/

elektronika_dasar/

- http://id.answers.yahoo.com/question/index?

qid=20130823221119AA24VBz

- http://vongola-f.blogspot.com/2013/08/pengertian-fungsi-power-

supply-tugas.html

- http://rixspider.blogspot.com/2013/03/laporan-power-supply.html

13