Power Supplies (Voltage Regulatiors)


1. Pendahuluan[Kembali]

     Penguat Penjumlahan Non-Pembalik adalah konfigurasi rangkaian Op-Amp yang memberikan keluaran penjumlahan dari sinyal masukan, dengan polaritas atau fasa yang sama. Penguat ini menggunakan metode kopling langsung yang menandakan bahwa sinyal sumber diarahkan terhubung ke Op-Amp    

2. Tujuan[Kembali]

  1. Mengetahui cara kerja sensor MQ-2, PIR, dan suara 
  2. Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian pengaplikasian op-amp   
  3. Mengetahui bentuk rangkaian dan mensimulasikan pengaplikasian op-amp pada software proteus

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. Alat 

- Software Proteus (ISIS Professional)

Untuk merancang dan menyimulasikan rangkaian elektronika.

2. Bahan

  • a. Voltmeter

    Alat ukur untuk mengukur besar Tegangan dalam satuan Volt

    b. DC Voltage


    Komponen yang menyediakan tegangan tetap antara dua terminal: terminal positif (+) dan terminal negatif (–). Sumber ini digunakan untuk memberikan energi listrik ke rangkaian, dan nilainya bisa berupa tegangan tetap (seperti baterai 5V atau 12V) atau variabel, tergantung konfigurasi rangkaian.


    c. Ground

    Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal  bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.



    d. Resistor

    Fungsi utama dari resistor adalah membatasi aliran arus. Resistor dapat menahan arus dan memperkecil besar arus. Besar resistansi (kemampuan menahan arus) resistor disesuaikan dengan kebutuhan perangkat elektronika. 

    Cara Menghitung Nilai Resistor


    e. Op Amp

    Op-amp (operational amplifier) adalah komponen elektronik aktif yang berfungsi untuk memperkuat perbedaan tegangan antara dua inputnya (input inverting dan non-inverting).

  • f. Kapasitor
  •                                                         
  • komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk menyimpan dan melepaskan muatan listrik dalam bentuk energi medan listrik. 

4. Dasar Teori[Kembali]

  Power supply atau catu daya adalah komponen vital dalam sistem elektronika karena seluruh perangkat elektronik memerlukan sumber energi listrik untuk beroperasi. Fungsi utama dari power supply adalah mengubah dan mengatur energi listrik dari sumber utama (seperti listrik PLN, baterai, atau adaptor) menjadi bentuk dan level tegangan yang sesuai dengan kebutuhan perangkat elektronik tertentu. Dalam banyak aplikasi, tegangan yang stabil dan bersih (bebas noise) sangat penting agar rangkaian dapat berfungsi dengan optimal dan tidak mengalami kerusakan.

    Salah satu bagian paling penting dari sistem power supply adalah voltage regulator, yaitu rangkaian atau komponen yang berfungsi untuk menjaga tegangan output tetap stabil meskipun terjadi perubahan pada tegangan input atau beban. Ketika perangkat menyala, beban pada sistem bisa berubah-ubah, dan tanpa pengatur tegangan, perubahan ini bisa menyebabkan fluktuasi tegangan yang membahayakan komponen sensitif seperti mikrokontroler, sensor, atau IC digital lainnya.

Jenis-Jenis Voltage Regulator

  1. Regulator Tegangan Linear (Linear Voltage Regulator)
    Regulator jenis ini bekerja dengan prinsip disipasi energi. Tegangan input yang lebih tinggi dari tegangan output akan "dibuang" dalam bentuk panas melalui elemen aktif seperti transistor. Contoh paling umum adalah IC seri 78xx (untuk tegangan positif) dan seri 79xx (untuk tegangan negatif).
    Contoh:

    • IC 7805 menghasilkan tegangan output tetap 5V

    • IC 7812 menghasilkan tegangan output tetap 12V

    Walau desainnya sederhana dan mudah digunakan, regulator linear memiliki efisiensi yang rendah, terutama saat selisih antara tegangan input dan output besar, karena banyak energi dibuang sebagai panas. Oleh karena itu, pada beban besar, regulator linear biasanya dilengkapi dengan heatsink.

  2. Regulator Tegangan Switching (Switching Voltage Regulator)
    Regulator switching bekerja dengan prinsip konversi tegangan menggunakan saklar elektronik yang cepat (switching transistor) dan komponen penyimpan energi seperti induktor dan kapasitor. Jenis ini jauh lebih efisien dibanding regulator linear karena tidak membuang energi sebagai panas, melainkan mengubahnya secara efisien.
    Jenis-jenis switching regulator antara lain:

    • Buck Converter (step-down): menurunkan tegangan input menjadi lebih rendah.

    • Boost Converter (step-up): menaikkan tegangan input menjadi lebih tinggi.

    • Buck-Boost Converter: dapat menaikkan atau menurunkan tegangan tergantung kebutuhan.

    Kelebihan switching regulator adalah efisiensi tinggi dan kemampuan untuk menangani beban besar, namun kekurangannya adalah lebih kompleks, menghasilkan lebih banyak noise, dan memerlukan lebih banyak komponen eksternal.

Parameter Utama Voltage Regulator

Beberapa parameter penting dalam memilih dan menggunakan voltage regulator meliputi:

  • Output Voltage: Tegangan tetap yang dihasilkan regulator, harus sesuai dengan kebutuhan beban.

  • Input Voltage Range: Batas minimum dan maksimum tegangan input yang dapat diterima regulator.

  • Dropout Voltage: Selisih minimum antara input dan output agar regulator tetap bisa bekerja. Pada regulator linear biasa seperti 7805, dropout bisa sekitar 2V.

  • Load Regulation: Kemampuan regulator untuk menjaga kestabilan tegangan output meskipun beban berubah.

  • Line Regulation: Kemampuan regulator menjaga kestabilan output ketika tegangan input berfluktuasi.

  • Current Limit / Overcurrent Protection: Beberapa IC memiliki proteksi jika arus melebihi batas.

  • Thermal Shutdown: Perlindungan otomatis jika suhu regulator terlalu panas.

Penerapan dalam Sistem Elektronika

Voltage regulator banyak digunakan di berbagai perangkat seperti:

  • Perangkat embedded seperti Arduino, Raspberry Pi, ESP32.

  • Perangkat komunikasi seperti radio, WiFi module.

  • Sensor elektronik yang membutuhkan suplai tegangan stabil.

  • Perangkat industri dan medis yang menuntut keandalan tinggi.

Dengan menggunakan regulator tegangan yang sesuai, kita dapat memastikan bahwa sistem elektronika dapat bekerja secara stabil, aman, dan tahan lama.

5. Percobaan[Kembali]

  1. Menerima tegangan input yang bisa berfluktuasi.

  2. Membandingkan tegangan output dengan tegangan referensi internal.

  3. Mengatur elemen pengontrol (misalnya transistor atau FET) untuk menyesuaikan arus, sehingga tegangan output tetap stabil.

  4. Jika:Tegangan output naik → regulator menurunkan arus → output turun lagi Tegangan output turun → regulator menaikkan arus → output naik lagi.

6. Link Download[Kembali]

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Karakteristik Dioda

Gambar
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... 1. Tugas Pendahuluan 2. Laporan Akhir MODUL 1 KARAKTERISTIK DIODA 1. Pendahuluan [Kembali]           dioda adalah salah satu komponen dasar dalam elektroniks ysng berfungsi sebagai penyearah arus listrik. dioda terbuatdari bahan semi konduktor, biasanya silikon ataugermaniu, yang memiliki sifat khusus untuk mengalirkan arus listrik hanya dalam satu arah. dalam istilah yang lebih teknis, dioda memiliki dua terminal, yaitu anoda dan katoda.ketika tegangan positif diberikan ke anoda relatif terhadap katoda, dioda akan 'on' dan memungkinkan arus mengalir. sebaliknya, jika tegangan negatif diberikan, dioda akan 'off' dan menghentikan arus.           dioda memiliki berbagai aplikasi dalam rangkaian elektronik, termasuk penyearah arus AC menjadi DC,, perlindungan sirkuit, p...
Baca selengkapnya

Tugas Pendahuluan & Kondisi

Gambar
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Penjelasan Kondisi 2. Prinsip Kerja Kondisi 3. Rangkaian Kondisi 4. Video Penjelasan Kondisi 5. Tugas Pendahuluan (Soft File)   1. Penjelasan kondisi  [Kembali] Buatlah sebuah rangkaian dioda dan resistor, lalu beri sumber AC 6V. Ukur arus dan tegangan dengan multimeter, amati gelombang input dan output pada osiloskop.  Penjelasan :        Pada kondisi ini dilakukan dengan membuat rangkaian sederhana yang terdiri dari sumber AC 6 Volt, sebuah dioda, dan resistor sebagai beban. Rangkaian ini berfungsi sebagai half-wave rectifier , yaitu penyearah setengah gelombang yang hanya melewatkan bagian positif dari sinyal AC.       Pada siklus positif, dioda dalam kondisi forward bias sehingga arus mengalir melalui resistor dan menghasilkan tegangan keluaran sesuai setengah gelombang positif. Sebaliknya, pada siklus negatif, dioda reverse bias sehingga arus terhenti dan tegangan...
Baca selengkapnya

Operational Amplifier dan Filter

Gambar
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... 1. Tugas Pendahuluan 2. Laporan Akhir MODUL 3    OP-AMP DAN FILTER                                                                                 1. Pendahuluan [Kembali]      Operational amplifier atau yang biasa disebut op-amp adalah salah satu komponen elektronika yang banyak digunakan pada rangkaian analog. Op-amp bekerja sebagai penguat dengan penguatan yang sangat besar dan memiliki dua masukan, yaitu input inverting dan input non-inverting. Karena sifatnya yang fleksibel, op-amp dapat digunakan untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai penguat tegangan, penjuml...
Baca selengkapnya