1. Power
Supply
Power Supply
adalah sebuah perangkat atau sistem yang
memasok listrik atau energi ke output yang dihubungkan pada
beban atau kelompok beban. Beberap tipe dari power supply (dikutip
dari http://en.wikipedia.org/wiki/Power_supply) :
- Catu daya baterai/battery power
supply
- Catu daya tak
teregulasi/unregulated power supply
- Catu daya tergulasi secara
linear/linear regulated power supply
- Variabel catu daya/Switch mode
power supply
- Catu daya terprogram/programable
power supply
- Uninterruptible Power Supply
- Catu daya tegangan tinggi/High
voltage power supply
- Pengali tegangan/Voltage
multipliers
Catu daya
baterai/battery power supply
Baterai
adalah jenis catu daya yang tidak tergantung pada ketersediaan induk listrik,
cocok untuk peralatan portabel dan digunakan dalam lokasi tanpa daya
listrik. baterai terdiri dari beberapa sel elektrokimia terhubung secara
seri untuk memberikan tegangan yang diinginkan. Sel primer yang digunakan
adalah karbon-seng sel kering. Ia memiliki tegangan sebesar
1,5 volt . Karbon-seng dan sel-sel sudah banyak digunakan,
tetapi sekarang jenis baterai alkaline lebih banyak digunakan karena
memiliki lebih banyak energi. Tegangan baterai yang paling sering
digunakan adalah 1.5 (1 sel) dan 9V (6 sel). Untuk saat ini jenis
yang paling sering digunakan adalah NiMH , dan lithium
ion dan varian lainnya.
Catu daya
tak teregulasi/unregulated power supply
Sebuah catu
daya AC yang tidak teregulasi biasanya
menggunakan transformator mengubah tegangan dari stop kontak PLN dengan
tegangan 220VAC menjadi tegangan yang lebih rendah, dengan variasi tegangan
yang berbeda (misal : 220VAC menjadi 6, 9, 12VAC dll). Jika digunakan untuk
menghasilkan tegangan DC, sebuah penyearah tegangan
yang memotong salah satu polaritas tegangan (yang negatif atau yang positif),
diikuti oleh sebuah filter ( terdiri dari satu atau
lebih kapasitor , resistor , dan kadang-kadang induktor ),
untuk menghapus riak/ripel yang dihasilkan.
>> Pengisi Baterai/Battery charge
Untuk tujuan
seperti pengisian baterai, riak/ripel tidak masalah, karena rangkaian catu
daya/power supply-nya merupakan jenis sederhana yang memiliki blok rangkaian :
transformator, sebuah dioda seri dengan sebuah resistor.
Rangkaian dari catu daya tak teregulasi seperti digambarkan di bawah ini
:
Catu daya
tergulasi secara linear/linear regulated power supply
Catu
daya/power supply jenis ini menghasilkan tegangan AC/DC teregulasi. Tegangan
yang dihasilkan oleh power supply yang tak teregulasi akan
bervariasi/fluktuatif tergantung pada variasi tegangan input AC
(PLN). Untuk aplikasi elektronik penting sekali adanya
sebuah regulator linear yang dapat digunakan untuk mengatur tegangan
ke nilai yang tepat/ideal, stabil terhadap fluktuasi tegangan input dan
beban. Regulator ini juga sangat mengurangi riple/riak pada output arus
searah/DC. Regulator linier ini saat ini, dapat melindungi catu
daya/power supply dan rangkaian dari arus yang berlebih.
>> Catu daya teregulasi/regulated power
supply
Catu daya
ini terdiri dari beberapa komponen yang meliputi komponen penyearah (dioda),
filter (kapasitor) dan regulator (IC atau transistor), seperti dapat
dilihat dari gambar berikut :
Variabel
catu daya/Switch mode power supply
Switch Mode
Power Supply (SMPS) bekerja dengan prinsip yang berbeda. AC input (PLN),
output tegangan DC dari catu daya diperbaiki tanpa menggunakan sebuah
transformator listrik. Tegangan DC output ini kemudian dihidupkan dan dimatikan
pada kecepatan tinggi dengan switching sirkuit elektronik.
SMPS
memiliki fasilitas keamanan yang seperti pembatas arus untuk membantu
melindungi perangkat dan pengguna dari bahaya, karena arus yang tidak normal
atau tinggi akan terdeteksi dan power supply model ini akan secara
otomatis mematikan dirinya sendiri.Jenis power supply PC saat ini, mampu
memberikan tegangan yang sempurna untuk motherboard, sehingga
mencegah terjadinya pasokan tegangan yang tidak normal.
>> Power supply computer
SMPS
memiliki batas absolut terhadap arus keluaran. Catu daya ini mampu
memberikan output di atas tingkat kekuatan tertentu dan tidak dapat berfungsi
di bawah titik tersebut. Faktor Power telah menjadi perhatian untuk produsen
komputer catu daya ini.
Catu daya
terprogram/programable power supply
Programmable
Power supply memungkinkan untuk me-remote control tegangan keluaran melalui
sinyal input analog atau antarmuka komputer seperti RS232 atau GPIB .
Fasilitas dari catu daya ini adalah variabel tegangan, arus, dan frekuensi
(untuk unit AC output). Catu daya ini dihasilkan oleh komponen seperti prosesor,voltage/current
programming circuits, current shunt, dan voltage/current read-back
circuits. Fitur tambahan lain berupa pengaman arus lebih, tegangan lebih,
dan perlindungan hubung singkat, dan suhu.
>> Programmable Power Supply
Programable
power supply ini dapat memberikan tegangan DC, AC, atau AC dengan DC
offset. AC output dapat berupa satu-fase atau tiga fase. Single-fase
ini umumnya digunakan untuk tegangan rendah, sementara tiga-fase yang lebih
umum untuk pasokan listrik tegangan tinggi.
Uninterruptible
Power Supply/UPS
UPS adalah
sebuah catu daya yang menghasilkan tegangan tidak terputus meskipun sumber
listrik dari PLN padam. Catu daya ini mengambil daya dari dua atau lebih sumber
secara simultan. Biasanya power berasal langsung dari listrik AC,
sementara itu secara bersamaan terjadi pengisian baterai di dalam UPS tersebut.
Jika terjadi mati listrik/kegagalan listrik, baterai langsung mengambil alih
sumber tegangan AC PLN tersebut, sehingga beban tidak pernah mengalami gangguan
dan dapat memasok listrik selama daya baterai cukup, misalnya, pada instalasi
komputer, UPS ini penting bagi seorang operator komputer untuk memberikan waktu
yang cukup untuk mematikan sistem komputer tanpa takut kehilangan data.
>>UPS digital
Catu daya
tegangan tinggi/High voltage power supply
Catu daya
ini menghasilkan tegangan output ratusan atau ribuan volt. Fitur
tambahan yang tersedia on-persediaan tegangan tinggi dapat mencakup kemampuan
untuk membalik polaritas keluaran bersama dengan menggunakan pemutus
sirkuit.
>>High Voltage Power Supply
Pengali
tegangan/Voltage multipliers
Seperti
namanya pengali tegangan adalah rangkaian yang dirancang untuk melipatgandakan
tegangan input. Tegangan input bisa menjadi lebih besar dua kali lipat,
tiga kali lipat, empat kali lipat. Tegangan pengali juga konverter daya.
Masukan AC dikonversi menjadi output DC yang lebih tinggi. Sirkuit ini
memungkinkan tegangan tinggi dapat diperoleh dengan menggunakan sumber tegangan
AC yang lebih rendah.
Biasanya,
pengali tegangan terdiri dari rectifier setengah gelombang, kapasitor, dan
dioda. Misalnya, tegangan tripler terdiri dari tiga rectifier setengah
gelombang, tiga kapasitor, dan tiga dioda. Rectifier gelombang penuh dapat
digunakan dalam konfigurasi yang berbeda untuk mencapai tegangan yang lebih
tinggi. Juga baik konfigurasi paralel dan seri yang tersedia. Untuk
pengali paralel, tegangan yang lebih tinggi diperlukan pada setiap tahap
multiplikasi berturut-turut, tetapi kapasitansi kurang diperlukan. Pengali
Tegangan memiliki banyak aplikasi contoh, pengali tegangan dapat ditemukan di
item sehari-hari seperti televisi dan mesin fotokopi. Bahkan aplikasi
lebih lanjut dapat ditemukan di laboratorium, seperti tabung sinar katoda,
osiloskop, dan tabung jenis.
2. Penerapan Catu Daya/Power supply untuk Komputer
Sebuah Catu
Daya komputer modern dirancang untuk mengkonversi listrik AC 110-240 V menjadi
tegangan output DC (baik polaritas positif atau negatif) dengan rentang +
12V,-12V, 5 V , 5 vbs dan 3,3 V. Generasi pertama dari catu daya komputer adalah
perangkat catu daya linier.
Tegangan
keluaran catu daya komputer juga telah sangat beragam, oleh karena itu komputer
dipasok daya dari catu daya mode SMPS, meskipun model sekarang sudah merupakan
gabungan mode yang sama. Akibatnya pasokan daya komputer yang paling
modern sebenarnya terdiri dari beberapa perlengkapan mode yang berbeda
diaktifkan, masing-masing memproduksi hanya satu komponen tegangan dan
masing-masing dapat berbeda output berdasarkan kebutuhan daya komponen, dan
semuanya dihubungkan bersama untuk menutup jika terjadi kesalahan.
PRINSIP
KERJA CATU DAYA/POWER SUPPLY
Hampir semua
perangkat elektronika sekarang ini membutuhkan supply arus searah/DC (direct
current) yang stabil dan dengan konsumsi yang lama. Beberapa contoh perangkat
elektronika yang membutuhkan supply arus DC adalah : televisi, komputer, radio,
tape cassete, camcoder dll. Meskipun kelihatannya perangkat elektronika
tersebut dicolokkan pada sumber arus/tegangan PLN sebagai sumber tegangan
dan arus AC (alternating current), tetapi sebenarnya didalam rangkaian
perangkat elekronika tersebut sudah include rangkaian penyearah dari tegangan
AC menjadi tegangan DC. Sebenarnya sudah ada catu tegangan/arus DC yang stabil,
contoh : baterai, accu, dll, tetapi sangat disayangkan catu tegangan tersebut
tidak bertahan lama, semakin lama sumber arus/tegangan dalam baterai atau accu
tersebut akan menurum sebanding dengan jumlah dan lama penggunaan. Untuk
itu perlu adanya sebiuah catu daya yang berupa sebuah rangkaian elektronika
yang dapat mensuplai kebutuhan tegangan dan arus secara continue dan tahan
lama.
Komponen
inti pada Power Supply PC :
Tansformator
Step Down
>>Transformator/transformer
Transformator
terdiri dari dua kumparan (sering disebut ‘gulungan’) dihubungkan oleh inti
besi, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Antara gulungan
primer dan gulunga sekunder tidak ada hubugan secara langsung, tetapi
mereka dihubungkan oleh sebuah medan magnet yang terjadi dalam inti.
Transformator Step Down
Transformers
digunakan untuk mengubah tegangan listrik dari sisi primer ke sisi sekunder
dengan mengurangi kerugian daya. Mereka hanya bekerja dengan AC
(alternating current) karena mereka memerlukan medan magnet yang
berubah/fluktuatif pada inti besi. Transformers dapat berfungsi sebagai
peningkat tegangan (step-up) serta mengurangi tegangan (step-down).
Tegangan AC
mengalir pada gulungan primer (input) menciptakan perubahan
medan magnet secara terus-menerus dalam inti besi. Medan magnet ini akan
menginduksi sisi gulungan sekunder. Output gulungan sekunder juga akan
terinduksi sesuai dengan gerakan fluktuasi tegangan dari lilitan
primer. Jika kumparan sekunder dihubungkan ke beban/tahanan, tegangan
induksi akan membuat aliran arus induksi. Istilah yang benar untuk
tegangan induksi ini biasanya disingkat GGL (gaya gerak listrik)
Transformers
memiliki dua keuntungan besar melalui metode lain dari perubahan tegangan:
- Mereka menyediakan listrik isolasi
total antara input dan output, sehingga mereka dapat dengan aman digunakan
untuk mengurangi tegangan tinggi dari pasokan listrik.
- Hampir tidak ada daya yang
terbuang di trafo. Mereka memiliki efisiensi tinggi (dari daya /
kekuatan) dari 95% atau lebih.
Pengujian
Transformator dapat menggunakan sebuah multimeter yang difungsikan sebagai
ohmmeter dengan arah knob pada 1X,10X. Langkah pengujian
- Pastikan bahwa transformator
sudah terlepas dari rangkaian
- Bedakan
terlebih dahulu lilitan primer dan lilitan sekunder pada transformator.
Untuk memudahkan pembedaan dengan melihat posisi terminal. Jika terminal
tersebut dikoneksikan langsung dengan sumber tegangan 110 V, 220V dan 0 V
maka terminal tersebut berada pada lilitan primer sedangkan teminal
sekunder adalah terminal yang nilai tegangan keluarannya lebih kecil dari
tegangan input.
- Transformator dikatakan baik
jika kedua probe multimeter dicolokkan antar terminal primer harusnya
jarum bergerak, begitu juga jika kedua probe multimeter dicolokkan antar terminal
sekunder jarum juga bergerak. Jarum tidak akan bergerak jika salah satu
probe dicolokkan pada salah satu terminal primer dan yang lain dicolokkan
pada salah satu terminal sekunder
- Transformator dikatakan rusak
salah satu gejala berikut ini terjadi : jika kedua probe multimeter
dicolokkan antar terminal primer harusnya jarum tidak
bergerak, begitu juga jika kedua probe multimeter dicolokkan antar
terminal sekunder jarum juga tidak bergerak, dan Jarum bergerak jika
salah satu probe dicolokkan pada salah satu terminal primer dan yang lain
dicolokkan pada salah satu terminal sekunder
Pada
dasarnya terminal pada lilitan primer akan saling terhubung karena satu lilitan
dan begitu juga terminal pada lilitan sekunder, Sedangkan antara lilitan primer
dan lilitan sekunder tidak saling terhubung
Dioda
>>Dioda dan
simbolnya
Dioda adalah
sebuah perangkat semikonduktor paling sederhana. Saat ini, kebanyakan chip
semikonduktor dan transistor dibuat dari bahan Silikon (Si), meskipun
masih ada beberapa bahan semikomduktor yang berasal dari bahan Germanium
(Ge). Silikon adalah unsur yang sangat umum – karena merupakan unsur utama
dalam pasir dan kuarsa. Jika Anda melihat “silikon” dalam tabel
periodik , Anda akan menemukan bahwa silikon berada di samping aluminium,
di bawah karbon dan di atas germanium.
>>Cuplikan
dari tabel periodik
Karbon,
silikon dan germanium memiliki properti unik dalam struktur elektron – masing-masing
memiliki empat elektron di orbital terluarnya. Semikonduktor adalah
bahan yang sifat konduktivitasnya akan menurun pada suhu yang
rendah dan sifat konduktivitasnya akan naik seiring dengan naiknya temperatur.
Silikon umumnya lebih disukai sebagai bahan semikonduktor karena tidak sensitif
terhadap variasi suhu. Semikonduktor ada 2 type yaitu semikonduktor tipe N dan
semikonduktor tipe P, yang membedakan kedua tipe semikonduktor ini adalah
jumlah elektron valiensi untuk tipe N adalah 5 dan 3 untuk tipe P.
Pengujian
Dioda menggunakan sebuah multimeter yang difungsikan sebagai ohmmeter
dengan arah knob pada 1X,10X. Langkah pengujian :
- Pastikan posisi kani anoda dan
kaki katoda pada dioda
>>Posisi anode dan cathode pada dioda.
- Dioda dikatakan baik : jika
probe positif dicolokkan pada kaki cathode dan probe negativ pada anode
maka jarum akan bergerak, jika probe positif dicolokkan pada kaki
anode dan probe negativ pada cathode, maka jarum tidak bergerak
- Dioda dikatakan rusak jika
kombinasi langkah ke-2 di atas jarum bergerak semua
Capasitor
Jenis-jenis
kapasitor
Kapasitor
atau biasa juga disebut kondensor adalah sebuah komponen pasif yang dapat
menimpan energi yang ditimbulkan oleh sepasang konduktor (plates), yang
dipisahkan oleh dielektrik (isolator). Jenis dielektrik (isolator) tersebut,
menentukan jenis kapasitor itu, apakah akan digunakan untuk rangkaian pembeda
sinyal frekuensi tinggi dan frekuensi rendah, ataukah untuk rangkaian tegangan
tinggi, tergantung jenis dan ukuran dielektriknya. Kapasitor secara luas
digunakan dalam rangkaian elektronika untuk menghalangi arus searah (DC) dan
juga arus bolak-balik (AC) Beberapa Jenis kapasitor :
- Air; Sering digunakan dalam
rangkaian tuning radio
- Mylar – Umumnya digunakan untuk
rangkaian pengatur waktu seperti jam , alarm dan penghitung
- Greencap – sebuah kapasitor
poluester
- Monoblock – juga disebut
monolitik
- Glass – Baik untuk aplikasi
tegangan tinggi
- Keramik – Digunakan untuk
tujuan frekuensi tinggi seperti antena, X-ray dan MRI mesin
- Super kapasitor –
Powers listrik dan mobil hibrida
Simbol
Kapasitor
Cara kerja
kapasitor dikenal sebagai proses pengisian yang menyimpan energi dalam bentuk
muatan listrik yang memiliki besar sama dengan polaritas yang berlawanan pada
masing-masing konduktor (plates) yang dipisahkan oleh dielektrik (isolator) baik
dari udara atau plastik. Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan dinyatakan
dengan kapasitansi dalam satuan Farad. Untuk memudahkan persepsi
kapasitor bisa diumpamakan seperti bendungan air yang berfungsi mengairi sawah,
jika debit air yang masuk melebihi dari air yang dibutuhkan oleh sawah-sawah,
maka sisanya air akan disimpan pada bendungan itu.
1.000 nanofarad = 1 microfarad.
Jadi 0,1 u = 100 nanofarad.
simbol untuk mewakili nanofarad adalah “n”.
Jadi 0,01 u = 10n
1.000 picofarad = 1nanofarad.
picofarad ini ditulis pF
Beberapa kapasitor secara fisik sangat kecil , untuk menyiasati hal ini,
produsen telah menghasilkan sistem penomoran dengan menggunakan 3 digit.
Hal ini didasarkan pada picofarads. Sebuah kapasitor 100 picofarad ditulis
sebagai 101, A kapasitor 1.000 picofarad ditulis 102, Sebuah kapasitor 10
nanofarad ditulis 103 dan 100 nanofarads ditulis 104.Angka ketiga menunjukkan
jumlah nol itu.
Sebagai contoh: 1N = 1,000 p = 102.
10n = 10.000 = 103
100 = 100.000 = 104
Kapasitor
dicatu baterai
Jika
tegangan dicatukan
pada pelat sebuah kapasitor (misalnya, dengan
menghubungkan salah satu konduktor (plates) ke positif dan yang lain ke terminal
negatif baterai), salah satu plat konduktor yang terhubung dengan terminal
negatif baterai akan menerima elektron yang berasal dari negatif baterai,
sedangkan plat konduktor yang terhubung dengan terminal positif baterai akan kehilangan
elektron. Pada saat itu kapasitor terisi oleh elektron yang berasal dari
baterai, sehingga tegangan kapasitor menjadi sama dengan tegangan baterai
(sebesar 1,5 V). Jika tegangan kemudian dihilangkan, plat konduktor
kapasitor tetap menyimpan muatan listrik yang
menginduksi potensi listrik antara pelat, dan muatan
listrik itu akan dilepaskan beberapa saat kemudian.
Fenomena ini disebut induksi elektrostatik. Nilai kapasitansi
kapasitor dapat ditingkatkan dengan meningkatkan luas pelat
konduktor, mengatur jarak antara plat konduktor, atau dengan mengubah
mengubah dielektrik (isolator).
kapasitor
yang terhubung dengan lampu
Jika anda
memiliki sebuah baterai, sebuah bola lampu dan sebuah kapasitor.
Ketika Anda menghubungkan baterai, arus mengalir dari baterai akan
mengisi kapasitor, sehingga lampu akan mati, setelah itu jika arus telah
penuh memenuhi kapasitor bola lampu akan menyala dan semakin lama akan meredup
dan mati setelah arus pada kapasitor habis.
Penyearah setengah gelombang (klik
untuk melihat gambar asli)
Thermistor
NTC (Negative Temperature Coeficient)
Thermistor
NTC.
Thermistor
adalah salah satu jenis sensor resistor yang nilai tahanannya dipengaruhi oleh
perubahan suhu. Thermistor ada dua jenis yaitu thermistor PTC dan thermistor
NTC. Gejala dari thermistor NTC jika semakin tinggi suhu ruangan maka akan semakin
rendah nilai dari tahanan thermistor tersebut begitu juga sebaliknya. Sedangkan
gejala dari thermistor PTC jika suhu ruangan semakin tinggi maka tahanan juga
akan semakin tinggi begitu juga sebaliknya. Banyak produsen power supply
menggunakan komponen NTC resistor secara seri dengan saluran. Sebuah
resistor NTC menawarkan puluhan ohm perlawanan ketika dingin,dan akan menjadi
semakin berkurang nilai tahanannya menuju satu ohm dengan meningkatnya suhu.
Fungsi dari Thermistor adalah pelindung rangkaian dari lonjakan arus yang
tiba-tiba tinggi. Fungsi utama dari NTC thermistor ini khususnya untuk
melindungi komponen dioda jembatan dan capasitor
Pengujian
NTC thermistor menggunakan multimeter dengan arah knob pada ohmmeter X1K :
- Pastikan NTC thermistor terlepas
dari rangkaian
- Colokkan kedua probe multimeter
pada kedua kaki NTC thermistor (boleh bolak-balik).
- Jika jarum bergerak menuju
tahanan tertentu berarti NTC tersebut dalam keadaan baik
- Jika jarum mununjuk pada
tahanan yang tak terhingga, dimungkinkan NTC tersebut rusak
Rangkaian
power supply PC sebenarnya terdiri dari beberapa blok yaitu : transient filter
(memotong arus berlebih), penyearah (mengubah tegangan ac menjadi tegangan DC,
PFC (Power Factor Correction),
Diagram blok
power supply tanpa doubler tegangan
Diagram blok power supply dengan
doubler tegangan
Obat Pelangsing Badan |
Green World Global
