Jobsheet 2b_Merakit Catu Daya Linear Simetris.docx

Bidang Studi Keahlian Program Studi Keahlian Kompetensi Keahlian Satuan Pendidikan

: : : :

Teknologi dan Rekayasa Teknik Elektronika Teknik Audio Audio Video SMK Negeri Negeri 2 Bawang

MERAKIT DAN MENGUJI RANGKAIAN CATU DAYA LINEAR SIMETRIS DENGAN REGULATOR IC 7812

No. Jobsheet Kelas/Semester  Waktu Tanggal

: 02 : X TAV / 2 : 8 jam x 45 menit :

DAN 7912

A. TUJUAN Setelah selesai praktik diharapkan siswa dapat: 1. Memahami gambar skema rangkaian catu daya linear simetris dengan regulator IC 7812 dan 7912; 2. Mengidentifikasi komponen elektronika pasif dan aktif yang membangun rangkaian catu daya linear simetris dengan regulator IC 7812 dan 7912; 3. Menjelaskan prinsip kerja rangkaian catu daya linear simetris dengan regulator IC 7812 dan 7912; 4. Merakit rangkaian catu daya linear simetris dengan regulator IC 7812 dan 7912 dengan benar; 5. Menguji coba rangkaian catu daya linear simetris dengan regulator IC 7812 dan 7912 dengan memberikan beban motor DC; 6. Melakukan pengukuran tegangan kerja rangkaian catu daya linear simetris dengan regulator IC 7812 dan 7912. B. LANDASAN TEORI Catudaya (power supply) disebut juga sebagai adaptor adalah sumber tegangan DC yang digunakan untuk memberikan tegangan atau daya kepada berbagai rangkaian elektronika yang membutuhkan tegangan DC agar dapat beroperasi. Rangkaian pokokdari catu daya tidak lain adalah suatu penyearah yakni suatu rangkaian yang mengubah sinyal bolak-balik (AC) menjadisinyalsearah (DC). Catu daya linear simetris (polaritas ganda) merupakan rangkaian catu daya yang menghasilkan keluaran berupa polaritas ganda, yaitu: tegangan positif terhadap ground dan tegangan negatif  terhadap ground. Rangkaiancatu daya linear simetris secara umum dibangun dari komponen trafo step down CT sebagai penurun tegangan dan mempunyai bagian sekunder simetris, rangkaian dioda penyearah berupa sistem jembatan (bridge system), filter dan rangkaian regulator menggunakan IC dengan seri 78XX sebagai regulator tegangan positif dan 79XX sebagai regulator tegangan negatif. Regulator tegangan dengan menggunakan komponen utama IC (integrated circuit) mempunyai keuntungan karena lebih kompak (praktis) dan umumnya menghasilkan penyetabilan tegangan yang lebih baik. Fungsi-fungsi seperti pengontrol, sampling, komparator, referensi, dan proteksi yang tadinya dikerjakan oleh komponen diskrit, sekarang semuanya dirangkai dan dikemas dalam IC. Ada beberapa jenis IC yang menghasilkan tegangan keluaran tetap baik positip maupun negatip, ada pula yang menghasilkan tegangan keluaran yang dapat diatur.IC regulator tegangan tipe LM78xx (series) menghasilkan tegangan tetap positip, sedangkant ipe LM79xx (series) menghasilkan tegangan tetap negatip.

Gambar 1. Contoh bentuk IC regulator tegangan positif 7805 dan simbol rangkain rangkain

Pada gambar 1. Terlihat bahwa IC regulator tipe LM7805 akan menghasilkan tegangan keluaran tetap sebesar positip positip 5 Volt dan tipe LM7812 akan akan menghasilkan tegangan keluaran tetap sebesar positip positip 12 Volt. Jadi dua digit angka dibelakang 78XX berarti berarti besar Jobsheet Praktik: Merakit dan Menguji Rangkaian Catu Daya Linear Simetris dengan Regulator IC 7812 dan 7912

1

tegangan keluaran yang telah distabilkan. IC jenis ini mempunyai 3 buah terminal, yakni masukan (input), keluaran (output), dan ground (GND). Spesifikasi tegangan pada beberapa beberapa IC regulator seri LM78xx dan 79xx series terlihat pada tabel berikut.

Tabel1.SpesifikasiTegangan Tabel1.SpesifikasiTegangan IC Regulator Lm78xx dan Lm79xx

LM7805

LM7905

Tegangan Output (Volt) +5 -5

LM7806

LM7906

+6

-6

+ 8.3

- 8.3

LM7808

LM7908

+8

-8

+ 10.5

- 10.5

LM7810

LM7910

+ 10

- 10

+ 12.5

- 12.5

LM7812

LM7912

+ 12

- 12

+ 14.6

- 14.6

LM7815

LM7915

+ 15

- 15

+ 17.7

- 17.7

LM7818

LM7918

+ 18

- 18

+ 21

- 21

LM7824

LM7924

+ 24

- 24

+ 27.1

- 27.1

LM 78xx/79xx (series)

Tegangan Input Minimal (Volt) + 7.3 - 7.3

(Sumber: Boylestad, 1992) Regulator tiga terminal adalah Integrated Voltage Regulator Circuit  yang dirancang untuk mempertahankan tegangan outputnya tetap dan mudah untuk dir angkai. Keuntungannya adalah: a) Membutuhkan penambahan komponen luar yang sangat sedikit, ukuran kecil. b) Mempunyai proteksi terhadap arus hubung singkat. c) Mempunyai automatic thermal shutdown. d) Mempunyai tegangan output yang sangat konstan e) Mempunyai arus rendah f) Mempunyai ripple output yang sangat kecil. g) Pembiyaan rendah Seri LM 78XX adalah regulator dengan tiga terminal, dapat diperoleh dengan berbagai tegangan tetap Beberapa IC regulator mempunyai kode yang dibuat oleh pabrik pembuat komponen, sebagai contoh: IC LM 7805 AC Z yang a rtinya sebagai berikut: LM Linear Monolithic 78L Bagiannomordasar yang menyatakanteganganpositip 05 Tegangan output   AC Standartketepatan  Z Tipe pembungkus , ZTO-92 Plastic Seri LM 78XXC dapat diperoleh dalamkemasan TO-3 alamunium, arus keluaran (output) 1A, boleh lebih asalkan IC regulator dilengkapi dengan pendingin (heat- sink). Regulator LM 78XXC mudah dipakai dan tambahan komponen-komponen ekstern tidak banyak. Sifat-sifat IC regulator LM 78XX adalahsebagaiberikut: 1. Arus keluaran melebihi 1A. 2. Pengamanan pembebanan lebih termik. 3. Tidak diperlukan komponen tambahan. 4. Ada pengamanan untuk transistor keluaran ( output ) 5. Dapat diperoleh dalam kemasan TO-3 aluminium

Jobsheet Praktik: Merakit dan Menguji Rangkaian Catu Daya Linear Simetris dengan Regulator IC 7812 dan 7912

2

C. ALAT DAN BAHAN 1. Alat Tangan/Mekanik a. Solder b. Dudukan solder c. Attractor (desoldering pump) d. Tang potong e. Tang lancip 2. Bahan dan Daftar Komponen a. PCB Catu Daya Linear simetris dengan regulator IC 7812 dan 7912 b. Tinol c. Kabel d. Motor DC/Bor DC e. Trafo Stepdown engkel 500 mA f. Dioda D1-4 :1N5392 g. Kapasitor elco C1, C2 : 2.200 UF/25 V; h. Kapasitor non polar C3, C4 : 100 nF i. Kapasitor elco C5, C6 : 220 UF/25 V  j. IC regulator tegangan + IC1 : 7812 k. IC regulator tegangan - IC1 : 7912 3. Alat Ukur: AVO meter standard

D. KESELAMATAN KESELAMATAN KERJA 1. Cek kondisi komponen yang akan dirakit untuk memastikan bahwa komponen yang dirakit adalah komponen yang dalam keadaan baik. 2. Bersihkan kaki komponen dan pad PCB dengan menggunakan amplas halus agar hasil solderan baik (kokoh, mengkilat, dan runcing). 3. Gunakan alat tangan/mekanik dengan benar sesuai dengan fungsinya. 4. Pastikan semua komponen terpasang pada PCB dengan benar sesuai gambar skema rangkaian. 5. Pada saat pengujian dengan beban pastikan rangkaian telah terakit dengan baik dan dalam menghubungkan ke beban motor DC pastikan terminal polaritas output DC. Karena yang akan diuji catu daya simetris maka ada dua kali pengujian dengan beban motor DC ini, yaitu: a. Pengujian keluaran tegangan positif, yaitu: keluaran (+) dihubungkan ke terminal positif (+) motor DC dan keluaran 0 (GND) dihubungkan ke terminal negatif (-) motor DC. b. Pengujian keluaran tegangan negatif, yaitu keluaran 0 (GND) dihubungkan ke terminal (+) motor Dc dan keluaran ( –) dihubungkan ke terminal negatif (-) motor DC. Pemasangan polaritas yang benar sebagaimana di atas akan menjadikan motor DC berputar searah jarum jam. 6. Gunakan alat ukur AVO meter dengan benar, yaitu pemilihan range sesuai dengan tegangan yang diukur. Hal ini berarti harus tepat pemilihan range ACV untuk mengukur tegangan bolak balik mulai dari jala-jala listrik PLN hingga sekunder trafo step down, dan range DCV digunakan untuk mengukur tegangan searah hasil keluaran dioda penyearah, filter, regulator, sampai dengan kabel di tingkat output.

Jobsheet Praktik: Merakit dan Menguji Rangkaian Catu Daya Linear Simetris dengan Regulator IC 7812 dan 7912

3

E. GAMBAR KERJA 1. Gambar Skema Rangkaian

2. Gambar Pengukuran tegangan Kerja

F. LANGKAH KERJA 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Buat desain pcb secara manual pada kertas gambar A4 berdasarkan gambar skema rangkaian. Gunakan aturan sesuai dengan gambar teknik elektronika, yaitu: bidang gambar dibagi menjadi 4 untuk gambar skema rangkaian, daftar komponen, tata letak komponen (component side) dan lay out pcb (solder side); Desain pcb dibuat dengan skala 1:1 1:1 dengan ukuran ukuran 60 X 90 mm. mm. 3. Desain pcb yang telah jadi dipindahkan ke atas papan PCB pada sisi lapis tembaga (solder side). Pindahan dengan menggunakan pensil dan tepatkan ukuran kaki komponen sesuai dengan ukuran komponen yang sebenarnya. Perhatikan jalur hubungan yang dibuat adalah sisi solder side dan pastikan bahwa jalur telah sesuai dengan gambar skema rangkaian. 4. Tempelkan skotlet pada papan pcb yang telah dibuat gambar jalur hubungannya (work art) dan potonglah sesuai dengan gambar> perhatikan bahwa yang tertinggal adalah gambar jalur pcb sedangkan bagian yang akan dilarutkan maka dibuang skotletnya. Agar pekerjaan lancer gunakan cutter yang tajam. 5. PCB yang telah dibuang bagian skotlet yang digunakan berarti telah siap dilarutkan dengan ferrichloride (FeCl3) untuk itu pastikan sekali lagi bahwa jalur yang dibuat Jobsheet Praktik: Merakit dan Menguji Rangkaian Catu Daya Linear Simetris dengan Regulator IC 7812 dan 7912

4

telah benar dan tidak ada kesalahan. Larutkan pcb pada larutan ferrichloride yang telah dicampur dengan air panas agar proses pelarutan dapat cepat dan goyanggoyangkan wadah tempat pelarutan (ingat wadah dari bahan bukan logam, missal nampan plastic); 6. Bersihkan pcb yang telah selesai dilarut dan cek kembali kebenaran jalur hubungannya dengan menggunakan ohmmeter. Jika sudah benar lakukan penitikan sebelum dibor. Selanjutnya bor pcb sesuai dengan pad kaki komponen. Dan selesai pekerjaan pengeboran ini berarti pcb telah siap digunakan untuk perakitan rangkaian catu daya simetris. 7. Cek semua komponen yang akan dirakit dengan menggunakan AVO meter pada fungsi ohm meter untuk mengidentifikasi komponen pasif dan aktif. Pastikan bahwa semua komponen dalam kondisi baik. Masukkan hasil pengecakan pada Tabel 1. 8. Cek lay out PCB. Pastikan jalur hubungan antar titik/kaki komponen sudah benar sesuai dengan gambar skema rangkaian. 9. Pasang komponen sesuai dengan tata letak komponen. Pastikan bahwa komponen terpasang dengan benar sesuai tata letak komponen dan gambar skema rangkaian. 10. Solder kaki komponen pada pad PCB. Penyolderan dimulai dari komponen pasif  terlebih dulu baru dilanjutkan dengan komponen aktif, yaitu: kapasitor (elco)  dioda IC. Gunakan teknik menyolder yang benar agar hasil solderan baik, yang ditunjukkan dengan hasil solderan matang (mengkilat) dan kokoh. 11. Lakukan pengkabelan dengan benar dan rapi. 12. Hubungkan rangkaian catu daya linear simeris dengan trafo stepdown dilengkapi dengan jack AC cord. Lakukan pengujian dengan memberi beban motor DC/bor DC. Rangkaian catu daya linear yang baik dan berfungsi akan dapat menggerakkan beban motor DC/bor DC, yaitu berputar be rputar searah jarum jam. 13. Lakukan pengukuran tegangan kerja rangkaian catu daya linear simetris dengan regulator IC 7812 dan 7912, dimulai dari tegangan AC dari sumber jala-jala listrik PLN, primer dan sekunder trafo stepdown, dilanjutkan tegangan DC hasil penyearahan dioda rectifier (sistem jembatan), keluaran filter, tegangan pada IC regulator, dan filter akhir serta kabel keluaran VDC. Masukkan data hasil pengukuran pada Tabel 2. 14. Praktik selesai. Kembalikan semua alat dengan rapi dan buatlah laporan praktik.

G. TABEL DATA HASIL PRAKTIK 1. Tabel 1. Hasil Pengecekan dan Identifikasi Komponen yang akan Dirakit NO.

Nama Komponen

1.

Trafo Stepdwon

2.

Dioda Rectifier

3.

Elco Filter

4.

Regulator

Nilai/Seri Komponen

Cara Menguji/ Mengidentifikasi Komponen

Jobsheet Praktik: Merakit dan Menguji Rangkaian Catu Daya Linear Simetris dengan Regulator IC 7812 dan 7912

Hasil

5

2. Hasil pengujian rangkaian catu daya linear Simetris dengan regulator IC 7812 dan 7912 dengan diberi beban motor DC/bor DC : a. + 12 VDC dengan 0: ..................................................... ............................................................... .......... b.  –12 VDC dengan 0 : ..................................................... ............................................................... .......... 3. Tabel 2. Hasil Pengkuran Tegangan Kerja No.

Titik Ukur

Hasil Pengukuran

1.

Sumber tegangan AC dari jala jala listrik PLN Primer Trafo stepdown (0  – 220 VAC) Sekunder Trafo stepdown +(12 VAC dengan CT) -(12 VAC dengan CT) Keluaran Dioda Rectifier Sistem Jembatan (Bridge System) Keluaran filter pertama (C1) Keluaran filter pertama (C2)

VAC

6.

Keluaran filter kedua (C3) Keluaran filter kedua (C4)

VDC VDC

7.

Regulator tegangan positif  dengan IC1 7812 1 dengan 0 VDC 2 dengan 0 0 VDC 3 dengan 0 VDC Regulator tegangan negatif  dengan IC1 7912 1 dengan 0 0 VDC 2 dengan0 VDC 3 dengan0 VDC Keluaran filter akhir (C5) VDC Keluaran filter akhir (C6) VDC

2. 3.

4. 5.

8.

9.

10.

Keluaran Rangkaian Catu Daya (Kabel output) a. + 12 VDC dg 0 b.  – 12 VDC dg 0 c. +12 VDC dg  – 12 VDC

Keterangan

VAC VAC

VAC VDC VDC

VDC VDC VDC

Jobsheet Praktik: Merakit dan Menguji Rangkaian Catu Daya Linear Simetris dengan Regulator IC 7812 dan 7912

6