laporan eldas 3

Bab 1. Pendahuluan

A. Tujuan

1. Mengetahui prinsip kerja rangkaian penyearah

2. Mengetahui bentuk gelombang output dari rangkaian penyearah

3. Mengetahui pengaruh resistor terhadap hasil output dari rangkaian penyearah

4. Mengetahui pengaruh transistor dan kapasitor terhadap hasil output dari rangkaian

penyearah.

B. Dasar Teori

Rankaian penyearah adalah rangkaian elektronika yang berfungsi menyearahkan

gelombang arus listrik. Arus listrik yang semula berupa arus bolak-balik (AC) jika

dilewatkan rangkaian Penyearah akan berubah menjadi arus searah (DC).

Ada dua metode untuk menyearahkan gelombang yaitu metode penyearah setengah

gelombang (Half-Wave Rectifier) dan penyearah gelombang penuh (Full-Wave

Rectifier). Pada Rangkaian penyearah setengah gelombang, output tegangan pada resistor

merupakan penyearahan setengah gelombang dari tegangan sumber. Sedangkan pada

rangkaian penyearah gelombang penuh, seluruh muka gelombang tegangan input

dilewatkan dengan polaritas yang sama (bernilai positif semuanya)

Penyearah setengah gelombang

Penyearah gelombang penuh

Rangkaian penyearah gelombang penuh dapat diperoleh dengan dua cara. Cara

pertama memerlukan transformator sadapan pusat (Centre Tap-CT). Cara yang lain untuk

mendapatkan keluaran (output) gelombang penuh adalah dengan menggunakan empat

dioda disebut penyearah jembatan (rectifier bridge).

Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan Centre Tap-CT

Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan rectifier bridge

Pada rangkaian Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan Centre Tap-CT cara

kerjanya adalah sebagai berikut :

Ketika kaki trafo paling atas bernilai positif, maka diode 1 (D1) akan bias maju.

Dilain sisi, kaki trafo paling bawah bernilai negative, maka diode 2 (D2) akan bias

mundur. Arus akan mengalir bila diode bias maju. Karena yang bias maju adalah diode 1

(D1), maka arus akan mengalir padanya menuju ke beban, lalu akan mengalir lagi ke trafo

melalui kaki tengah.

Ketika kaki trafo paling atas bernilai negative, maka diode 1 (D1) akan bias mundur.

Dilain sisi, maka diode 2 (D2) akan bias maju. Sehingga arus akan mengalir melalui

diode 2 (D2) menuju beban, lalu akan mengalir lagi ke trafo melalui kaki tengah.

Bab 2. Alat dan Bahan

Diode 1N4002

Resistor 10kΩ, 1kΩ, 3kΩ, 39kΩ, 82kΩ

Potensio 5kΩ

Kapasitor 220μF/50Volt dan 47μF/25Volt

Transistor Fcs9013 (NPN)

Kabel Penghubung (Jumper)

PCB Lubang

Soldier

Tang

Boor PCB

Penyedot Timah (Atraktor)

Multimeter

Trafo

Osiloskop

Bab 3. Gambar Rangkain & Analisa

A. Merangkai dan Menguji Sistem Penyearah Gelombang Penuh

1. Pengujian Bentuk Gelombang sebelum Tapis dipasang.

Pada rangkaian ini, rangkaian masih belum tersambung ke beban resistor maupun

kapasitor. Sehingga tegangan output yang dihasilkan masih belum halus. Pada rangkaian

ini, ground trafo/ct dihubungkan ke J3, sedangkan kaki trafo yang lainnya (yang memiliki

polaritas) dihubungkan ke J1 dan J2. Selanjutnya diukur tegangan di v1 yaitu antara J1

dan J3, v2 yaitu antara J2 dengan J3. Untuk tegangan output diukur antara J4 dengan J3.

2. Pengujian Bentuk Gelombang setelah Tapis dipasang.

Rangkaian ini sudah ada penambahan 2 kapasitor yang dipasang secara parallel pada

rangkaian tersebut. Untuk membuat rangkaian tersebut, hubungkan jumper J4 ke J5, dan

Jumper J6 ke J7. Lalu ukur tegangan pada V OutDC1 dan VOutDC2 sesuai yang tertera

pada rangkaian tersebut.

3. Pengujian Bentuk Gelombang dengan Beban Resistor

Pada rangkaian ini, resistor juga ditambahkan pada rangkaian tersebut. Dalam mengukur

hasil tegangan Outpur DC2, transistor dipasang secara bergantian sehingga didapati hasil

dengan variasi beban yang berbeda.

Untuk menghubungkan RL1 ke rangkaian, hubungkan Jumper J6, J7, dan J8 Untuk menghubungkan RL2 ke rangkaian, hubungkan Jumper J6, J7, dan J9 Untuk menghubungkan RL3 ke rangkaian, hubungkan Jumper J6, J7, dan J10

B. Merangkai dan menguji Penyedia Daya Terkendali.

1. Pengujian Tanpa beban, dengan tegangan Output diatur menjadi 5 Volt.

Untuk pengujian ini, rangkaian dihubungkan ke transistor yang kemudian output

keluarannya diatur sampai 5 Volt dengan menggunakan potensio. Untuk mendapatkan

rangkaian seperti diatas hubungkan Jumper J4, J5, dengan J11, kemudian Jumper J6

dengan J12, dan Jumper J7 dengan J13.

2. Pengujian dengan beban Resistor

Pada rangkaian ini, terjadi penambahan resistor. Dalam mengukur hasil tegangan Outpur

DC2, transistor dipasang secara bergantian sehingga didapati hasil dengan variasi beban

yang berbeda.

Untuk menghubungkan RL1 ke rangkaian, hubungkan Jumper J6, J7, dan J8 Untuk menghubungkan RL2 ke rangkaian, hubungkan Jumper J6, J7, dan J9 Untuk menghubungkan RL3 ke rangkaian, hubungkan Jumper J6, J7, dan J10

3. Pengujian R1, R2, dan V In DC dengan V Output bervariasi.

Pengujian ini, sama dengan pengujian rangkaian penyedia daya tanpa menggunakan

beban. Perbedaannya, hanyalan jiak pada pengujian sebelumnya, tegangan output diatur

menjadi 5 Volt, tetapi pada pengujian ini justru tegangan outputnya yang divariasikan

mulai dari 3 volt hingga 10 volt.

Bab 4. Hasil Pengujian


1. Pengujian Bentuk Gelombang sebelum Tapis dipasang

Tegangan Besarnya Gambar Gelombang

V1 35 Volt. (CRO)

V2 35 Volt. (CRO)

V Output17.6 Volt.

(CRO)

V OutputDC10.9 Volt.

(multi)

2. Pengujian Bentuk Gelombang setelah Tapis dipasang


V OutDC120.2 Volt.

(multi)-

V OutDC220.1 Volt.

(multi)-

V Riak117.6 mVolt.

(CRO)

V Riak214.0 mVolt.

(CRO)

3. Pengujian bentuk Gelombang dengan Beban Resistor

Dengan Beban RL1 3k OhmTegangan Besarnya Gambar Gelombang

V OutDC120.2 Volt.

(multi)-

V OutDC220.1 Volt.

(multi)-

V Riak117. mVolt.

(CRO)

V Riak245.2 mVolt.

(CRO)

Dengan Beban RL2 39k Ohm


V OutDC120.2 Volt.

(multi)-

V OutDC220.4 Volt.

(multi)-

V Riak117.6 mVolt.

(CRO)

V Riak216 mVolt.

(CRO)

Dengan Beban RL3 82k Ohm


V OutDC120.2 Volt.

(multi)-

V OutDC220.4 Volt.

(multi)-

V Riak117.6 mVolt.

(CRO)

V Riak216.4

mVolt. (CRO)

B. Merangkai dan menguji Penyedia Daya Terkendali

1. Pengujian Tanpa beban, dengan tegangan Output diatur menjadi 5 Volt


V In DC20.2 Volt.

(multi)-

V Out 5 Volt. -

V Riak In8.8 mVolt.

(CRO)

V Riak Out6.4 mVolt.

(CRO)


RL1 = 3k Ohm


V DC120.2 Volt.

(multi)-

V DC24.8 Volt.

(multi)-

V Riak In8.8 mVolt.

(CRO)

V Riak Out6 mVolt.

(CRO)

RL2 = 39k Ohm


V DC120.2 Volt.

(multi)-

V DC24.8 Volt.

(multi)-

V Riak In8.8 mVolt.

(CRO)


(CRO)

RL3 = 82k Ohm


V DC120.2 Volt.

(multi)-

V DC24.8 Volt.

(multi)-

V Riak In8.8 mVolt.

(CRO)


(CRO)


Nilai Komponen yang dipakai :

1. Potensio = 5k Ohm

2. R seri = 1k Ohm

3. Kapasitor = 220μF/50Volt

4. Kapasitor 2 = 47μF/25Volt

Data Pengamatan.

V out (volt) V in DC (volt) R1(Ω) R2 (Ω)

3 21.2 3520 1026

4 21.2 3380 1268

6 21.2 3080 1740

7 21.2 2970 2020

9 21.2 2620 2430

10 21.2 2490 2620

Bab 5. Analisa Hasil Pengujian


1. Pengujian Bentuk Gelombang sebelum Tapis dipasang.

Pada percobaan ini, kita menggunakan tegangan masukan sebesar 12Volt. Tetapi

apabila diukur dengan menggunakan osiloskop akan terukur sebesar 35 Volt. Ini

terjadi karena tegangan yang terukur di osiloskop adalah 2.√2 kali dari tegangan yang

terukur pada multimete. Pada hal ini, besarnya tegangan pada V1 dan V2 adalah sama.

Ini dikarenakan output yang dihasilkan pada transformator di kedua tegangan tersebut

itu sama, hanya polaritasnya yang berbeda. Sedangkan pada hasil output yang

dihasilkan oleh diode tersebut adalah 17.6 volt (CRO). Ini wajar, karena diode hanya

mengalirkan arus majunya saja sehingga tegangannya menjadi setengah dari tegangan

yang masuk. Hal ini dapat dilihat pada grafik berikut.

Input

Output

Dari kedua gambar tersebut dapat dilihat perbedaan, antara gambar gelombang

input dan gambar gelombang output. Pada gelombang output, besarnya amplitude

pada gelombang tersebut hanya setengah dari gelombang Input. Itulah yang

mengakibatkan besar tengangan output hanya setengah kali besar tegangan input.

2. Pengujian Bentuk Gelombang setelah Tapis dipasang.

Pada pengujian kali ini, adalah pengujian setelah rangkaian dipasang oleh kapasitor.

Yang berguna untuk memperhalus tegangan output. Pada lampiran, dapat dilihat

bahwa gelombang riak 2 lebih rapat dibandingkan dengan riak 1. Ini dikarenakan pada

pengukuran riak 2, golmbang telah melewati kapasitor sehingga tegangannya

mengecil. Akan tetapi, berdasar grafik tegangan pada riak 2 jauh lebih konstan karena

riaknya yang lebih kecil. Proses perhitungan pada riak 2 dapat dihitung menggunakan

rumus berikut :

V riak=V peak

1+2 fRC

3. Pengujian Bentuk Gelombang dengan Beban Resistor

Pada pengujian gelombang dengan resistor, pengaruh pemberian resistor todak terlalu

berpengaruh pada tegangan yang di-input. Pemberian beban hanya mempengaruhi

tegangan yang dihasilkan pada riak2. Dilihat dari gambar gelombangnya, pemberian

resistor bertujuan untuk mengurangi jumlah riak yang ada pada arus yang mengalir

sebelumnnya. Sehingga hampir mendekati arus DC yang sesungguhnya. Pada

pemberian beban sebesar 3000 Ohm, terjadi kesalahan pengukuran. Hal ini bias dilihat

karena besarnya nilai riak 2 lebih besar dibandingkan besarnya nilai riak 1. Hal ini

dapat terjadi karena resistor yang sudah rusak, kesalahan pembacaan pada osiloskop,

atau kesalahan pada rangkaiannya. Untuk hasil yang tepat dapat kita lihat pada

pengukuran dengan beban 39000 Ohm dan 82000 Ohm. Dari situ dapat kita lihat

bahwa besarnya riak2 lebih kecil dari riak1. Hal ini dikarenakan bertambahnya nilai

resistor pada persamaan berikut V riak=V peak

1+2 fRC

B. Merangkai dan menguji Penyedia Daya Terkendali.

1. Pengujian Tanpa beban, dengan tegangan Output diatur menjadi 5 Volt.

Pada percobaan ini, digunakan potensio untuk mengatur besarnya nilai hambatan yang

diinginkan. Sedangkan transistor juga digunakan untuk membuat lebih stabil tegangan

output yang dihasilkan. Sedangkan pada percobaan ini, kita dapatkan bahwa

gelombang output yang dhasilkan lebih mendekati ke garis lurus dibangdingkan

sebelumnya. Ini menandakan bahwa gelombang tersebut lebih stabil daripada yang

sebelumnya. Hal ini dapat dilihat pada gambar berikut :

Figure 1

Figure 2

Pada gambar 1, dapat dilihat bahwa tegangan masih belum konstan. Dalam hal ini,

grafik masih belum menyerupai garis lurus. Sedangkan pada gambar 2 adalah grafik

suatu tegangan yang nilainya hampir konstan. Dapat dilihat bahwa gambar hampir

menyerupai garis lurus.


Pada pengujian dengan resistor, didapati bahwa tegangan pada riak 2 akan semakin

kecil seiring dengan besar nilai hambatan resistor. Akan tetapi, gelombang pada riak 2

yang ditampilkan di osiloskop hampir mendekati garis lurus. Hal ini terjadi karena

tegangan yang dihasilkan itu lebih stabil atau tidak naik turun. Dalam hal ini kita

mengenalnya sebagai tegangan regulator, yaitu suatu cara untuk mempertahankan agar

tegangan output selalu konstan sehingga riak menjadi semakin kecil.


Pada percobaan ini, tegangan output divariasikan sedemikian rupa sesuai dengan tabel

yang diberikan. Pada hal ini nilai V In DC selalu konstan karena potensio yang diatur

tersebut tidak mempengaruhi tegangan yang masuk ke rangkaian. Akan tetapi, nilai

dari R1 dan R2 berubah seiring dengan berubahnya nilai V Out. Dapat dilihat, bahwa

semakin besar V Out diperbesar maka nilai R1 semakin kecil dan nilai R2 semakin

besar. Dimana nilai R1 merupakan besar nilai resitansi antara kaki kolektor transistor

dengan potensiometer, sedngakan besar nilai R2 adalah besar nilai resistansi antara

potensiometer dengan ground.

Bab 6. Kesimpulan

1. Rangakaian penyearah merupakan rangkain yang menggunakan diode untuk

menyearahkan sebuah gelombang tegangan bolak balik menjadi 1 arah saja.

2. Kapasitor pada rangkaian penyearah digunakan untuk memperhalus hasil tegangan

Output yang dihasilkan oleh rankaian penyearah.

3. Resistor yang dipasang di rangkaian penyearah digunakan untuk memperkecil riak yang

ada sebelumnya.

4. Potensiometer yang terpasang pada rangkaian penyedia daya terkendali digunakan untuk

mengatur tegangan output yang dihasilkan rangkaian tersebut.

5. Transistor yang dipasang pada rangkaian penyedia daya terkendali digunakan untuk

memberikan tegangan output yang lebih konstan dari sebelumnya.

6. Resistor seri berfungsi mengurangi tegangan yang akan akan digunakan pada beban. Jika

tegangan input terlalu besar maka akan merusak resistor seri ini sehingga komponen lain

tidak ikut rusak karena tegangan input yang terlalu tinggi.

Bab 7. Lampiran

A. Jawaban Pertanyaan

1. Secara teoritis factor riak dapat dicari menggunakan rumus berikut :

Sebelum Tapis dipasang

V rms=V peak

√2

Setelah Tapis dipasang

V riak=V peak

1+2 fRC

2. Fungsi diode dan tahanan blider sebelum tapis dipasang adalah untuk menyearahkan

gelombang tegangan yang masuk sehingga menjadi 1 arah gelombang saja

3. Kapasitor pada rangkaian penyearah digunakan untuk memperhalus hasil tegangan

Output yang dihasilkan oleh rankaian penyearah.

Fungsi Resistor seri yaitu mengurangi tegangan yang akan akan digunakan pada

beban. Jika tegangan input terlalu besar maka akan merusak resistor seri ini sehingga

komponen lain tidak ikut rusak karena tegangan input yang terlalu tinggi.

Potensiometer yang terpasang pada rangkaian penyedia daya terkendali digunakan

untuk mengatur tegangan output yang dihasilkan rangkaian tersebut.

Transistor yang dipasang pada rangkaian penyedia daya terkendali digunakan untuk

memberikan tegangan output yang lebih konstan dari sebelumnya.

4. Nilai V In DC selalu konstan tetapi, nilai dari R1 dan R2 berubah seiring dengan

berubahnya nilai V Out. Semakin besar V Out diperbesar maka nilai R1 semakin

kecil dan nilai R2 semakin besar

5. Pada soal ini, beta tidak dapat dihitung dikarenakan tidak diketahuinya arus pada

kolektor dan basis yang mengalir pada saat tersebut.

laporan eldas 3

Documents