2.4 Power Supply
Power supply merupakan rangkaian catu daya yang digunakan untuk menyupplai tegangan pada rangkaian lain yang membutuhkannya dan disesuaikan
dengan besar tegangan yang diperlukan. Untuk menyesuaikan dengan besar tegangan yang diperlukan rangkaian regulator tegangan, supaya tegangan yang
keluar tetap stabil [8]. Gambar 2.6 menunjukkan rangkaian dasar power supply dengan regulator
sebagai penstabil keluaran tegangan.
Gambar 2.6 Rangkaian power supply menggunakan regulator. Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi sebagai berikut ini :
a. Rectification : konversi input listrik AC menjadi DC.
b. Voltage Transformation : memberikan keluaran tegangan voltage DC
yang sesuai dengan yang dibutuhkan. c.
Filtering : menghasilkan arus listrik DC yang lebih bersih, bebas dari ripple ataupun noise listrik yang lain.
d. 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.
e. Protection : mencegah jika terjadi lonjakan tegangan listrik, sehingga tidak
terjadi pada output, biasanya dengan tersedianya sekering untuk auto shutdown jika hal terjadi.
Universitas Sumatera Utara
Berikut adalah bagian dari power supply : a.
Penurun tegangan Komponen utama yang bisa digunakan untuk menurunkan tegangan
adalah transformator. Transformator terdiri dari dua buah lilitan yaitu lilitan primer dan lilitan sekunder yang dilitkan pada suatu inti yang saling
terisolasi atau terpisah dari antara dengan yang lain. Besar tegangan pada lilitan primer dan lilitan sekunder ditentukan oleh jumlah lilitan yang
terdapat pada jumlah liltan primer dan sekundernya. Transformator dapat dilihat pada gambar 2.7:
Gambar 2.7 Transformator. b.
Penyearah Penyearah digunakan untuk menyearahkan gelombang bolak balik AC
yang berasal dari jarring jala-jala listrik. Pada modul ini digunakan penyearah gelombang penuh yang menggunakan 4 buah dioda. Penyearah
gelombang penuh dapat dilihat pada lembar berikutnya, gambar 2.8:
Gambar 2.8.Penyearah gelombang penuh.
Universitas Sumatera Utara
Pada penyearah gelombang penuh, sinyal bolak-balik yang disearahkan adalah setengah periode positif dan setengah periode negatif dari sinyal
masukan. Bentuk gelombang penyearah penuh dapat dilihat pada gambar 2.9:
Gambar 2.9 Bentuk gelombang keluaran penyearah gelombang penuh. c.
Filter Tegangan Penggunaan komponen kapasitor untuk menyaringmemfilter riak-riak
gelombang hasil penyearahan agar didapat gelombang yang halus dan rata. Rangkaian penyearah dengan menggunakan penyaring kapasitor dapat
dilihat pada gambar 2.10:
Gambar 2.10 Rangkaian penyearah dengan menggunakan penyaring kapasitor.
Dari gambar diatas, saat dioda menghantarkan arus, maka kapasitor akan sesuai terisi dengan bentuk gelombang masukannya. Setelah tegangan
mencapai nilai maksimumnya, tegangan akan tetap dipertahankan jika
Universitas Sumatera Utara
tidak mendapatkan beban. Dan jika ada beban tegangan pada kapasitor akan menurun sesuai dengan besarnya beban. Kapasitor akan terisi pada
periode sinyal berikutnya. Keluaran penyearah gelombang penuh dengan penyaring kapasitor dapat dilihat pada gambar 2.11:
Gambar 2.11 Keluaran penyearah gelombang penuh dengan penyaring kapasitor.
d. Regulator adalah penyetabil tegangan yang menjaga tegangan output dari
power supply tetap stabil. Jenis regulator sangat beragam, regulator tegangan 78xx dengan tiga terminal, yang dapat menghasilkan berbagai
tegangan tetap. Pada pembuatan tugas akhir ini, digunakan regulator LM7805 yang menyediakan tegangan +5volt dan LM7812 sebagai
penyedia tegangan +12 volt. LM7805 adalah regulator tegangan DC positif yang hanya memiliki 3
terminal, yaitu tegangan input, ground, tegangan output. Meskipun LM7805 diutamakan dirancang untuk keluaran tegangan tetap 5V, akan
tetapi ada kemungkinan jika menggunakan komponen eksternal untuk mendapatkan tegangan output DC: 5V, 6V, 8V, 9V, 10V, 12V, 15V, 18V,
20V , 24V. Fitur Umum:
a. Arus output 1A.
b. Output Tegangan dari 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 18, hingga 24V.
Universitas Sumatera Utara
c. Melindungi dari suhu yang berlebih
d. Melindungi dari short circuit
e. Output Transistor melindungi operasi pada daerah yang dilindungi.
7805 regulator berasal dari keluarga 78xx, terdapat rangkaian regulator tegangan linier yang tetap terintegrasi.Keluarga 78xx adalah pilihan yang
sangat populer untuk banyak sirkuit elektronik yang membutuhkan catu daya yang diatur, karena relatif mudah penggunaan dan murah. Ketika
menentukan individu IC dalam keluarga 78xx ini, xx diganti dengan angka dua digit, yang menunjukkan tegangan output perangkat tertentu dirancang
untuk memberikan misalnya, regulator 7805 menghasilkan tegangan output 5 volt, sedangkan 7812 menghasilkan tegangan output 12 volt.
Jenis 78xx adalah regulator tegangan positif, yang berarti bahwa mereka dirancang untuk menghasilkan tegangan yang relatif positif dan jenis 79xx
yang melengkapi regulator tegangan negatif. 79xx 78xx dan IC dapat digunakan dalam kombinasi untuk menyediakan pasokan tegangan positif
dan negatif dalam sirkuit yang sama, jika perlu. Seri 7805 memiliki beberapa kelebihan dibandingkan regulator tegangan lain:
1. IC seri 7805 tidak memerlukan komponen tambahan untuk
menyediakan sumber pengaturan konstan, mudah untuk digunakan, serta ekonomis, dan juga menggunakan sirkuit board yang efisien dan
nyata. Sebaliknya, kebanyakan regulator tegangan lain memerlukan beberapa komponen tambahan untuk mengatur level tegangan keluaran
dan untuk membantu dalam proses regulasi. Beberapa desain lain seperti switching power supply tidak hanya memerlukan sejumlah
Universitas Sumatera Utara
komponen besar, tetapi juga teknik keahlian yang besar untuk menerapkannya dengan benar.
2. IC seri 7805 memiliki perlindungan body pada circuit yang memiliki
banyak power. IC seri 7805 juga memiliki perlindungan terhadap panas dan sirkuit pendek, membuat IC ini cukup kuat dalam sebagian
besar aplikasi. Dalam beberapa kasus, pada pembatas arus fitur dari perangkat 7805 dapat memberikan perlindungan tidak hanya untuk
7805 sendiri, tetapi juga untuk bagian lain dari dalam sirkuit yang digunakan, juga mampu mencegah komponen lain dari kerusakan.
Bentuk fisik dan simbol regulator 78xx dapat dilihat pada lembar berikutnya, gambar 2.12:
Gambar 2.12 Bentuk fisik dan simbol regulator 78xx. Pada gambar di atas terdapat tiga terminal masukan yaitu Vin, Vout,
dan Ground. Untuk menghasilkan tegangan yang di inginkan, maka tegangan Vin haruslah lebih besar dari tegangan yang diinginkan. Blok
diagram power supply dapat dilihat pada gambar 2.13:
Tegangan
Gambar 2.13 Blok diagram power supply. Penyearah
Penyaring
Penurunan Tegangan
Regulasi Tegangan
Tegangan DC
Tegangan AC 220 V
Universitas Sumatera Utara
2.5 Mikrokontroler ATMega 328P
Kategori