Catu daya merupakan sistem penting untuk mengubah tegangan AC menjadi DC dan memasok listrik ke perangkat elektronik. Komponen utamanya terdiri dari transformator, dioda, dan kondensator yang berfungsi sebagai penyearah dan penyaring tegangan. Komponen pendukung seperti resistor dan IC digunakan untuk menstabilisasi tegangan keluaran.

1. PEMBAHASAN
II.1. Teori Dasar
Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika.
Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber AC yaitu sumber
tegangan bolak – balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah.
Bila dilihat dengan osiloskop seperti berikut :
Gambar II.1.1 Tegangan arus AC
Gambar II.1.2 Tegangan arus DC
Sumber Tegangan Bila diamati sumber AC tegangan berayun sewaktu-waktu pada kutub
positif dan sewaktu-waktu pada kutub negatif, sedangkan sumber AC selalu pada satu kutub
saja, positif saja atau negatif saja. Dari sumber AC dapat disearahkan menjadi sumber DC
dengan menggunakan rangkaian penyearah yang di bentuk dari dioda. Catu daya adalah suatu
sistem filter penyearah (rectifier-filter) yang mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC
murni. Catu daya (Power Supply) adalah sebuah perangkat yang memasok listrik energi untuk
satu atau lebih beban listrik. Catu daya menjadi bagian yang penting dalam elektonika yang
berfungsi sebagai sumber tenaga listrik misalnya pada baterai atau accu. Pada dasarnya power
supply ini mempunyai konstruksi rangkaian yang hampir sama yaitu terdiri dari trafo,
penyearah, dan penghalus tegangan. Istilah ini paling sering diterapkan ke perangkat yang
mengubah satu bentuk energi listrik yang lain, meskipun juga dapat merujuk ke perangkat yang
mengkonversi bentuk energi lain (misalnya, mekanik, kimia, solar) menjadi energi listrik.
Secara umum prinsip rangkaian catu daya terdiri atas komponen utama yaitu ; transformator,
dioda dan kondensator. Dalam pembuatan rangkaian catu daya selain menggunakan komponen
utama juga diperlukan komponen pendukung agar rangkaian berfungsi dengan baik
menggunakan komponen antara lain : multimeter digital dan analog, proto board, kabel jumper,
penjepit buaya, dioda bridge, kapasitor 0,01 dan 2200μF , trafo CT 1A, resistor 330Ω, IC
regulator 7805 dan 7812, sakelar, sekering ( fuze ), lampu indicator, voltmeter dan
amperemeter, jack dan plug, Printed Circuit Board ( PCB ), kabel dan steker, serta Chasis.
II.2. Komponen Utama dan Pendukung Catu Daya
1. Transformator

2. Trafo atau transformator merupakan komponen utama dalam membuat rangkaian catu daya
yang berfungsi untuk mengubah tegangan listrik. Trafo dapat menaikkan dan menurunkan
tegangan. Berdasarkan tegangan yang dikeluarkan dari belitan scundair dibagi menjadi 2 yaitu:
a). Step up (penaik tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih tinggi
dari tegangan primair ( jala listrik).
b). Step down (penurun tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih
rendah dari tegangan primair (jala listrik).
Setiap kumparan terdiri atas belitan-belitan sebanyak N buah lilit. Ilustrasi dari sebuah trafo
digambarkan pada Gambar
Gambar II.2.1.1 Ilustrasi Trafo
Jika kita anggap kumparan 1 adalah sebagai kumparan primer, maka dengan adanya I1, maka
di dalam inti besi akan muncul fluks magnetik. Jika fluks magnetik yang muncul pada inti besi
adalah berubah-ubah, maka pada kumparan sekunder akan muncul beda potensial. Fluks
magnetik yang berubah-ubah ini dapat dibangkitkan jika V1 adalah sumber tegangan AC.
Besarnya tegangan pada kumparan primer adalah sebanding dengan rasio jumlah lilit pada
kumparan sekunder terhadap primer. Dari Gambar 1 dapat dilihat N1 sebanyak 3 lilit,
sedangkan N2 adalah sebanyak 2 lilit, sehingga secara ideal, perbandingan tegangan antara V1
terhadap V2 adalah sebanding dengan N1 terhadap N2.
Dengan mempertimbangkan kesamaan arah fluks magnetik yang dibangkitkan oleh arus
kumparan primer serta sekunder, maka dapat diturunkan kesepakatan tentang titik (dot
convention) dari kumparan trafo, yang selanjutnya dikenal juga sebagai polaritas kumparan
trafo. Penentuan titik pada kumparan primer dan sekunder didasarkan pada aturan tangan
kanan. Sebagai contoh, pada Gambar 2 (sebelah kiri), jika arus masuk melalui terminal a, maka
arah fluks magnetik yang muncul dalam inti trafo adalah sama dengan jika arus dimasukan
juga melalui terminal d (ingat aturan tangan kanan). Sehingga polaritas pada terminal a adalah
sama dengan pada terminal d. Untuk selanjutnya pada terminal a dan d diberi tanda titik.
Polaritas trafo sangat penting untuk diketahui jika kita akan memparalelkan trafo (untuk
meningkatkan daya trafo) ataupun men-serikan trafo (untuk meningkatkan tegangan trafo).

3. Gambar II.2.1.2. Penentuan polaritas trafo.
Gambar 3 berikut adalah contoh dari trafo jenis step-down untuk catu daya aplikasi elektronika.
Gambar II.2.1.3. Trafo step-down untuk catu daya aplikasi elektronika.
Berdasarkan pemasangan gulungannya dikenal 2 (dua) macam trafo yaitu:
a). Trafo tanpa center tap (CT)
b). Trafo dengan center tap (CT)
2. Dioda
Pengertian Dioda adalah jenis komponen pasif yang berfungsi terutama sebagai penyearah.
Dioda memiliki dua kutub yaitu kutub anoda dan kutub katoda. Dioda terbuat dari dua bahan
atau yang biasa di sebut dengan dioda semi konduktor yaitu bahan tipe-p menjadi sisi anode
sedangkan bahan tipe-n menjadi katode.
Pada sambungan dua jenis berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk
gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan
sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai
konduktor/penghantar arus listrik.
Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya,pengertian dioda bisa berlaku
sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anode mendapatkan tegangan positif sedangkan
katodenya mendapatkan tegangan negatif) dan berlaku sebagi saklar terbuka (apabila bagian
anode mendapatkan tegangan negatif sedangkan katode mendapatkan tegangan positif).

4. Gambar II.2.2.1 Anoda dan Katoda pada
dioda
Jenis-jenis dioda ada berbagai macam yaitu dioda silikon, dioda zener dan dioda bridge. Jenis
dioda silikon banyak di gunakan pada peralatan catu daya sebagai penyearah arus dan
pengaman tegangan kejut. Jenis dioda zener di gunakan untuk membatasi atau mengatur
tegangan. Sedangkan jenis dioda bridge banyak di gunakan pada rangkaian catu daya sebagai
penyearah gelombang penuh (full wave rectifier).
Secara umum semua dioda memiliki konstruksi dan prinsip kerja yang sama. Macam-macam
dioda pada dasarnya terbentuk oleh sambungan PN yang secara fisik dioda dikenali melalui
nama elektrodanya yang khas yaitu, anode dan katode.
Walaupun pengertian dioda kristal (semikonduktor) dipopulerkan sebelum dioda termionik,
dioda termionik dan dioda kristal dikembangkan secara terpisah pada waktu yang bersamaan.
Prinsip kerja dari dioda termionik ditemukan olehFrederick Guthrie pada tahun 1873
Sedangkan prinsip kerja dioda kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman, Karl
Ferdinand Braun.
Dalam pemasangannya pengertian dioda harus terpasang dengan benar, tidak boleh terbalik.
Secara fisik kaki katoda ( K ) adalah kaki yang dekat dengan tanda gelang yang terdapat pada
body-nya. Untuk mengetahui sebuah pengertian dioda masih bagus atau sudah rusak adalah
dengan menggunakan AVO Meter.
Fungsi Dioda dalam komponen elektronika adalah sebagai, penyerah arus, sebagai catu
daya, sebagai penyaring atau pendeteksi dan untuk stabilisator tegangan. Dioda adalah
komponen aktif yang memiliki dua terminal yang melewatkan arus listrik hanya satu arah.
Dioda memiliki dua elektroda aktif dimana isyarat listrik dapat mengalir, dan kebanyakan
diode digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap (VARIable
CAPacitor/kondensator variabel) digunakan sebagai kondensator terkendali tegangan.
Dalam dunia otomotif, fungsi dioda sangat di perlukan pada sistem pengisian
alternatol/dinamo isi dimana tegangan AC yang di bangkitkan oleh alternator di searahkan
menjadi tegangan DC oleh dioda sebagai sumber suplay tegangan ke beban serta sebagai

5. charger accu/aki dengan 12 volt melalui IC regulator alternator.
Gambar II.2.2.2 Jenis –jenis Dioda
Jenis dioda juga bermacam-macam, seperti Dioda silicon, Dioda germanium, Dioda zener
dan LED (Light Emitting Dioda). Fungsi dioda ini sangat berlainan, karena memiliki perbedaan
pada aspek fisik baik ukuran geometrik, tingkat pengotoran, jenis elektrode ataupun jenis
pertemuan.
Selain sebagai penyerah arus, fungsi dioda juga bisa di gunakan sebagai detector yaitu untuk
mendeteksi sinyal-sinyal kecil. Dioda zener dipakai sebagai stabilisator tegangan catu daya
sedangkan dioda LED (Light Emitting Dioda) yaitu dioda yang dapat memancarkan cahaya
biasanya dipakai sebagai lampu control.
Sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi dioda paling
umum adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi
panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur).
Itu sebabnya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan.
Karakteristik dioda atau kurva I–V, berhubungan langsung dengan perpindahan dari pembawa
melalui yang dinamakan lapisan penipisan atau daerah pemiskinan yang terdapat pada
pertemuan p-n di antara semikonduktor.
Pada diode p-n, arus mengalir dari sisi tipe-p (anode) menuju sisi tipe-n (katode), tetapi tidak
mengalir dalam arah sebaliknya. Itu lah yang dinamakan Dioda semikonduktor. Tipe lain dari
diode semikonduktor adalah diode Schottky yang dibentuk dari pertemuan antara logam dan
semikonduktor.
Dioda Rectifier (Penyearah)
Peranan rectifier dalam rangkaian catu daya adalah untuk mengubah tegangan listrik AC yang
berasal dari trafo step- down atau trafo adaptor menjadi tegangan listrik arus searah DC.
a). Penyearah Setengah Gelombang
Dalam komponen elektronika penyearah setengah gelombang disebut juga Half Wave
Rectifier.
b).Penyearah Gelombang Penuh
Dalam komponen elektronika penyearah gelombang penuh disebut juga Full WaveRectifier.

6. 3. Filter (Penyaring)
Penyaring atau filter merupakan bagian yang terdiri dari kapasitor yang berfungsi sebagai
penyaring atau meratakan tegangan listrik yang berasal dari rectifier. Selain menggunakan
filter juga menggunakan resistor sebagai tahanan.
4. Stabilizer dan Regulator
Stabilizer dan regulator adalah bagian yang terdiri dari komponen dioda zener, transistor,
komponen IC atau kombinasi dari ketiga komponen tersebut. Komponen ini berfungsi sebagai
penstabil dan pengatur tegangan (regulator) yang berasal dari rangkaian penyaring.
5. Komponen IC
Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi
conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti Resistor,
Kapasitor, Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk
chip kecil, IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah
dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil.
Keunggulan IC (Advantages)
IC telah digunakan secara luas diberbagai bidang, salah satunya dibidang industri Dirgantara,
dimana rangkaian kontrol elektroniknya akan semakin ringkas dan kecil sehingga dapat
mengurangi berat Satelit, Misil dan jenis-jenis pesawat ruang angkasa lainnya. Desain
komputer yang sangat kompleks dapat dipermudah, sehingga banyaknya komponen dapat
dikurangi dan ukuran motherboardnya dapat diperkecil. Contoh lain misalnya IC digunakan di
dalam mesin penghitung elektronik(kalkulator), juga telepon seluler(ponsel) yang bentuknya
relatif kecil.
Di era teknologi canggih saat ini, peralatan elektronik dituntut agar mempunyai ukuran dan
beratnya seringan dan sekecil mungkin, dan hal itu dapat dimungkinkan dengan
penggunaannya IC.
Selain ukuran dan berat IC yang kecil dan ringan, IC juga memberikan keuntungan lain yaitu
bila dibandingkan dengan sirkit-sirkit keonvensional yang banyak menggunakan komponen,
IC dengan sirkit yang relatif kecil hanya mengkonsumsi sedikit sumber tenaga dan tidak
menimbulkan panas berlebih sehingga tidak membutuhkan pendinginan (cooling system).
Kelemahan-kelemahan IC (Disanvantages)
Pada uraian sebelumnya nampak seolah-olah IC begitu sempurna dibanding komponen
elektronik konvensional, padalah tak ada sesuatu komponen yang tidak memiliki kelemahan.
Kelemahan IC antara lain adalah keterbatasannya di dalam menghadapi kelebihan arus listrik
yang besar, dimana arus listrik berlebihan dapat menimbulkan panas di dalam komponen,
sehingga komponen yang kecil seperti IC akan mudah rusak jika timbul panas yang berlebihan.
Demikian pula keterbatasan IC dalam menghadapi tegangan yang besar, dimana tegangan yang
besar dapat merusak lapisan isolator antar komponen di dalam IC Contoh kerusakan misalnya,
terjadi hubungan singkat antara komponen satu dengan lainnya di dalam IC, bila hal ini terjadi,
maka IC dapat rusak dan menjadi tidak berguna.

7. Gambar II.2.5.1 IC 337 Gambar II.2.5.2. IC 317
Gambar II.2.5.3 IC 7905 Gambar II.2.5.4 IC 7805
Gambar II.2.5.5 IC 7912 Gambar II.2.5.6 IC 7812
Selain komponen utama dalam pembuatan rangkaian catu daya juga menggunakan berbagai
komponen pendukung lainnya seperti sakelar, sekering, lampu indicator, voltmeter,
multimeter, PCB ( Printed Circuit Board) dan berbagai komponen pendukung lainnya.

8. BAB III
PERANCANGAN ALAT
Dalam pembuatan catu daya kali ini, kita harus melewati langkah - langkah yang tidak bisa
dilewati. Catu daya yang dirancang kali ini ditentukan outputnya yaitu +5 volt, -5 volt, +12
volt, -12 volt, dan variabel.
III.1 Komponen Alat dan Bahan
Sebelum masuk kelangkah-langkah pembuatan catu daya,perlu disiapkan alat, bahan dan
komponen yang diperlukan sebagai berikut:
1. Solder
2. Timah secukupnya
3. Bor
4. Papan PCB
5. Travo 3 Ampere
6. Dioda Bridge
7. Capasitor Polar 10uF/16V
8. IC
9. Resistor
10. LED warna merah dan hijau
11. Sekring 1 Ampere + soket
12. Kabel AC
13. Binding Post
14. Transistor
15. Sakelar
16. Spidol FM
III.2 Langkah-langkah Pembuatan Catu Daya
Setelah komponen tersebut ada, kita akan mulai merangkai rangkaian Catu Daya
tersebut. Kemudian akan diperlukan gambar susunan rangkaian Catu Daya ini. Berikut adalah
contoh gambar susunan rangkaian Catu Daya.
Gambar III.2.1 Susunan Rangkaian Catu Daya
Setelah memperoleh gambar rangkaian ini rangkailah komponen sesuai dengan rangkaian
diatas. Dalam merangkai rangkaian ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan.
Pertama dalam memasang dioda (gunakan dioda brige 4 Ampere) dioda ini memiliki 4 buah
kaki yang berisi simbul +, -, dan 2 buah simbol ~.1 kaki yang berisi gambar ~ dihubungkan
dengan travo yang berisi angka 12V, dan kaki yang bergambar ~ yang lainnya dihubungkan

9. dengan travo yang berisi tanda 0. Kemudian kaki dioda yang bergambar + dihubungkan dengan
kaki + capasitor, dan kaki dioda yang berisi gambar -, dihubungkan dengan kaki – kapasitor.
Kemudian kaki + capasitor dihubungkan dengan kaki input dari IC 7805 (IC ini berisi 3 kaki,
untuk lebih jelasnya lihat data Sheet yang disediakan di akhir pembahasan ini), dan kaki –
kapasitor dihubungkan dengan kaki Ground/- dari IC 7805.
Setelah itu kaki ke tiga dari IC 7805 yang merupakan kaki keluaran yang harus di hubungkan
dengan kaki + kapasitor yang ke 2, dan Ground dari IC 7805dihubungkan dengan kaki – dari
kapasitor ke 2.
Kemudian pada kaki + pada kapasitor ke 2 dipasangkan kabel yang berisi jepit buaya warna
merah, dan pada kaki – kapasitor ke 2 dipasangkan kaber yang berisi jepit buaya warna hitam.
Dan yang terakhir adalah memasang kabel AC yang sudah berisi sekring pada travo. Cara
pemasangannya sangat mudah yaitu memasangkan salah satu bagian kabel AC ke travo yang
berisi tanda 220V dan bagian lain dari kabel AC dipasangkan pada travo yang bertandakan 0
di sebelah tanda 220V.
III.3 Prinsip Kerja Catu Daya
Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil
agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling
baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak
cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari
pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat
mengubah arus AC menjadi DC. Pada tulisan kali ini disajikan prinsip rangkaian catu daya
(power supply) linier mulai dari rangkaian penyearah yang paling sederhana sampai pada catu
daya yang ter-regulasi.
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil
agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling
baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak
cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari
pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat
mengubah arus AC menjadi DC. Prinsip rangkaian catu daya (power supply) linier mulai dari
rangkaian penyearah yang paling sederhana sampai pada catu daya yang ter-regulasi.
IV.1. Penyearah (Rectifier)
Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar-1 berikut ini.
Transformator (T1) diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada
kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.

10. Gambar IV.1.1 Rangkaian penyearah sederhana
Pada rangkaian ini, dioda (D1) berperan hanya untuk merubah dari arus AC menjadi DC dan
meneruskan tegangan positif ke beban R1. Ini yang disebut dengan penyearah setengah
gelombang (half wave). Untuk mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave)
diperlukan transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar-2.
Gambar IV.1.2 Rangkaian penyearah gelombang penuh
Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa yang berikutnya
dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator sebagaicommon ground..
Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti gambar di
atas. Untuk beberapa aplikasi seperti misalnya untuk men-catu motor dc yang kecil atau lampu
pijar dc, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini
tegangan ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.
Gambar IV.1.3 Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter C
Gambar 3 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor C yang
paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa
menjadi rata. Gambar-4 menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah
setengah gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan
kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh tegangan
kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai dengan sifat
pengosongan kapasitor.
Gambar IV.1.3 Bentuk gelombang dengan filter kapasitor
Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus (I) yang mengalir ke beban R. Jika arus I = 0
(tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis horizontal. Namun jika beban arus
semakin besar, kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akan
berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :

11. Vr = VM -VL ………. (1)
dan tegangan dc ke beban adalah Vdc = VM + Vr/2 ….. (2)
Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan ripplepaling kecil.
VL adalah tegangan discharge atau pengosongan kapasitor C, sehingga dapat ditulis :
VL = VM e -T/RC ………. (3)
Jika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperoleh :
Vr = VM (1 – e -T/RC) …… (4)
Jika T << RC, dapat ditulis : e -T/RC » 1 – T/RC ….. (5)
sehingga jika ini disubsitusi ke rumus (4) dapat diperoleh persamaan yang lebih sederhana :
Vr = VM(T/RC) …. (6)
VM/R tidak lain adalah beban I, sehingga dengan ini terlihat hubungan antara beban arus I dan
nilai kapasitor C terhadap tegangan ripple Vr. Perhitungan ini efektif untuk mendapatkan nilai
tengangan ripple yang diinginkan.
Vr = I T/C … (7)
Rumus ini mengatakan, jika arus beban I semakin besar, maka tegangan ripple akan semakin
besar. Sebaliknya jika kapasitansi C semakin besar, tegangan ripple akan semakin kecil. Untuk
penyederhanaan biasanya dianggap T=Tp, yaitu periode satu gelombang sinus dari jala-jala
listrik yang frekuensinya 50Hz atau 60Hz. Jika frekuensi jala-jala listrik 50Hz, maka T = Tp =
1/f = 1/50 = 0.02 det. Ini berlaku untuk penyearah setengah gelombang. Untuk penyearah
gelombang penuh, tentu saja fekuensi gelombangnya dua kali lipat, sehingga T = 1/2 Tp = 0.01
det.
Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat dengan menambahkan kapasitor pada
rangkaian gambar 2. Bisa juga dengan menggunakan transformator yang tanpa CT, tetapi
dengan merangkai 4 dioda seperti pada gambar-5 berikut
Gambar IV.1.4 Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan kapasitor C
Sebagai contoh, anda mendisain rangkaian penyearah gelombang penuh dari catu jala-jala
listrik 220V/50Hz untuk mensuplai beban sebesar 0.5 A. Berapa nilai kapasitor yang
diperlukan sehingga rangkaian ini memiliki tegangan ripple yang tidak lebih dari 0.75 Vpp.
Jika rumus (7) dibolak-balik maka diperoleh.
C = I.T/Vr = (0.5) (0.01)/0.75 = 6600 uF.
Untuk kapasitor yang sebesar ini banyak tersedia tipe elco yang memiliki polaritas dan
tegangan kerja maksimum tertentu. Tegangan kerja kapasitor yang digunakan harus lebih besar
dari tegangan keluaran catu daya. Anda barangkalai sekarang paham mengapa rangkaian audio
yang anda buat mendengung, coba periksa kembali rangkaian penyearah catu daya yang anda
buat, apakah tegangan ripple ini cukup mengganggu. Jika dipasaran tidak tersedia kapasitor
yang demikian besar, tentu bisa dengan memparalel dua atau tiga buah kapasitor.
IV.2 Voltage Regulator

12. Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple-nya kecil, namun ada masalah
stabilitas. Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan outputnya juga akan naik/turun.
Seperti rangkaian penyearah di atas, jika arus semakin besar ternyata tegangan dc keluarnya
juga ikut turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga
diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran ini menjadi stabil.
Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. Oleh karena
itu biasanya dalam rangkaian power supply maka IC Regulator tegangan ini selalu dipakai
untuk stabilnya outputan tegangan.
Berikut susunan kaki IC regulator tersebut.
PEMBAHASAN
II.1. Teori Dasar
Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika.
Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber AC yaitu sumber
tegangan bolak – balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah.
Bila dilihat dengan osiloskop seperti berikut :
http://66fadli.files.wordpress.com/2012/06/image001.jpg?w=570
Gambar II.1.1 Tegangan arus AC
http://66fadli.files.wordpress.com/2012/06/image003.jpg?w=570
Gambar II.1.2 Tegangan arus DC
Sumber Tegangan Bila diamati sumber AC tegangan berayun sewaktu-waktu pada kutub
positif dan sewaktu-waktu pada kutub negatif, sedangkan sumber AC selalu pada satu kutub
saja, positif saja atau negatif saja. Dari sumber AC dapat disearahkan menjadi sumber DC
dengan menggunakan rangkaian penyearah yang di bentuk dari dioda. Catu daya adalah suatu
sistem filter penyearah (rectifier-filter) yang mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC
murni. Catu daya (Power Supply) adalah sebuah perangkat yang memasok listrik energi untuk
satu atau lebih beban listrik. Catu daya menjadi bagian yang penting dalam elektonika yang
berfungsi sebagai sumber tenaga listrik misalnya pada baterai atau accu. Pada dasarnya power
supply ini mempunyai konstruksi rangkaian yang hampir sama yaitu terdiri dari trafo,
penyearah, dan penghalus tegangan. Istilah ini paling sering diterapkan ke perangkat yang
mengubah satu bentuk energi listrik yang lain, meskipun juga dapat merujuk ke perangkat yang
mengkonversi bentuk energi lain (misalnya, mekanik, kimia, solar) menjadi energi listrik.
Secara umum prinsip rangkaian catu daya terdiri atas komponen utama yaitu ; transformator,
dioda dan kondensator. Dalam pembuatan rangkaian catu daya selain menggunakan komponen
utama juga diperlukan komponen pendukung agar rangkaian berfungsi dengan baik
menggunakan komponen antara lain : multimeter digital dan analog, proto board, kabel jumper,
penjepit buaya, dioda bridge, kapasitor 0,01 dan 2200μF , trafo CT 1A, resistor 330Ω, IC

13. regulator 7805 dan 7812, sakelar, sekering ( fuze ), lampu indicator, voltmeter dan
amperemeter, jack dan plug, Printed Circuit Board ( PCB ), kabel dan steker, serta Chasis.
II.2. Komponen Utama dan Pendukung Catu Daya
1. Transformator
Trafo atau transformator merupakan komponen utama dalam membuat rangkaian catu daya
yang berfungsi untuk mengubah tegangan listrik. Trafo dapat menaikkan dan menurunkan
tegangan. Berdasarkan tegangan yang dikeluarkan dari belitan scundair dibagi menjadi 2 yaitu:
a). Step up (penaik tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih tinggi
dari tegangan primair ( jala listrik).
b). Step down (penurun tegangan) apabila tegangan belitan scundair yang kita butuhkan lebih
rendah dari tegangan primair (jala listrik).
Setiap kumparan terdiri atas belitan-belitan sebanyak N buah lilit. Ilustrasi dari sebuah trafo
digambarkan pada Gambar
Description: http://trensains.com/images/Teknik_elektro/trafo1.gif
Gambar II.2.1.1 Ilustrasi Trafo
Jika kita anggap kumparan 1 adalah sebagai kumparan primer, maka dengan adanya I1, maka
di dalam inti besi akan muncul fluks magnetik. Jika fluks magnetik yang muncul pada inti besi
adalah berubah-ubah, maka pada kumparan sekunder akan muncul beda potensial. Fluks
magnetik yang berubah-ubah ini dapat dibangkitkan jika V1 adalah sumber tegangan AC.
Besarnya tegangan pada kumparan primer adalah sebanding dengan rasio jumlah lilit pada
kumparan sekunder terhadap primer. Dari Gambar 1 dapat dilihat N1 sebanyak 3 lilit,
sedangkan N2 adalah sebanyak 2 lilit, sehingga secara ideal, perbandingan tegangan antara V1
terhadap V2 adalah sebanding dengan N1 terhadap N2.
Dengan mempertimbangkan kesamaan arah fluks magnetik yang dibangkitkan oleh arus
kumparan primer serta sekunder, maka dapat diturunkan kesepakatan tentang titik (dot
convention) dari kumparan trafo, yang selanjutnya dikenal juga sebagai polaritas kumparan
trafo. Penentuan titik pada kumparan primer dan sekunder didasarkan pada aturan tangan
kanan. Sebagai contoh, pada Gambar 2 (sebelah kiri), jika arus masuk melalui terminal a, maka
arah fluks magnetik yang muncul dalam inti trafo adalah sama dengan jika arus dimasukan
juga melalui terminal d (ingat aturan tangan kanan). Sehingga polaritas pada terminal a adalah
sama dengan pada terminal d. Untuk selanjutnya pada terminal a dan d diberi tanda titik.
Polaritas trafo sangat penting untuk diketahui jika kita akan memparalelkan trafo (untuk
meningkatkan daya trafo) ataupun men-serikan trafo (untuk meningkatkan tegangan trafo).
Description: http://trensains.com/images/Teknik_elektro/trafo2.gif
Gambar II.2.1.2. Penentuan polaritas trafo.
Gambar 3 berikut adalah contoh dari trafo jenis step-down untuk catu daya aplikasi elektronika.
Description: http://trensains.com/images/Teknik_elektro/trafo.gif
Gambar II.2.1.3. Trafo step-down untuk catu daya aplikasi elektronika.
Berdasarkan pemasangan gulungannya dikenal 2 (dua) macam trafo yaitu:
a). Trafo tanpa center tap (CT)
b). Trafo dengan center tap (CT)
2. Dioda
Pengertian Dioda adalah jenis komponen pasif yang berfungsi terutama sebagai penyearah.
Dioda memiliki dua kutub yaitu kutub anoda dan kutub katoda. Dioda terbuat dari dua bahan

14. atau yang biasa di sebut dengan dioda semi konduktor yaitu bahan tipe-p menjadi sisi anode
sedangkan bahan tipe-n menjadi katode.
Pada sambungan dua jenis berlawanan ini akan muncul daerah deplesi yang akan membentuk
gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan
sebagai break down voltage, yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai
konduktor/penghantar arus listrik.
Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya,pengertian dioda bisa berlaku
sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anode mendapatkan tegangan positif sedangkan
katodenya mendapatkan tegangan negatif) dan berlaku sebagi saklar terbuka (apabila bagian
anode mendapatkan tegangan negatif sedangkan katode mendapatkan tegangan positif).
Description: Pengertian diodaDescription: Jenis dioda
Gambar II.2.2.1 Anoda dan Katoda pada dioda
Jenis-jenis dioda ada berbagai macam yaitu dioda silikon, dioda zener dan dioda bridge. Jenis
dioda silikon banyak di gunakan pada peralatan catu daya sebagai penyearah arus dan
pengaman tegangan kejut. Jenis dioda zener di gunakan untuk membatasi atau mengatur
tegangan. Sedangkan jenis dioda bridge banyak di gunakan pada rangkaian catu daya sebagai
penyearah gelombang penuh (full wave rectifier).
Secara umum semua dioda memiliki konstruksi dan prinsip kerja yang sama. Macam-macam
dioda pada dasarnya terbentuk oleh sambungan PN yang secara fisik dioda dikenali melalui
nama elektrodanya yang khas yaitu, anode dan katode.
Walaupun pengertian dioda kristal (semikonduktor) dipopulerkan sebelum dioda termionik,
dioda termionik dan dioda kristal dikembangkan secara terpisah pada waktu yang bersamaan.
Prinsip kerja dari dioda termionik ditemukan olehFrederick Guthrie pada tahun 1873
Sedangkan prinsip kerja dioda kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman, Karl
Ferdinand Braun.
Dalam pemasangannya pengertian dioda harus terpasang dengan benar, tidak boleh terbalik.
Secara fisik kaki katoda ( K ) adalah kaki yang dekat dengan tanda gelang yang terdapat pada
body-nya. Untuk mengetahui sebuah pengertian dioda masih bagus atau sudah rusak adalah
dengan menggunakan AVO Meter.
Fungsi Dioda dalam komponen elektronika adalah sebagai, penyerah arus, sebagai catu daya,
sebagai penyaring atau pendeteksi dan untuk stabilisator tegangan. Dioda adalah komponen
aktif yang memiliki dua terminal yang melewatkan arus listrik hanya satu arah.
Dioda memiliki dua elektroda aktif dimana isyarat listrik dapat mengalir, dan kebanyakan
diode digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap (VARIable
CAPacitor/kondensator variabel) digunakan sebagai kondensator terkendali tegangan.
Dalam dunia otomotif, fungsi dioda sangat di perlukan pada sistem pengisian alternatol/dinamo
isi dimana tegangan AC yang di bangkitkan oleh alternator di searahkan menjadi tegangan DC
oleh dioda sebagai sumber suplay tegangan ke beban serta sebagai charger accu/aki dengan 12
volt melalui IC regulator alternator.
Description: Fungsi DiodaDescription: Dioda
Gambar II.2.2.2 Jenis –jenis Dioda

15. Jenis dioda juga bermacam-macam, seperti Dioda silicon, Dioda germanium, Dioda zener dan
LED (Light Emitting Dioda). Fungsi dioda ini sangat berlainan, karena memiliki perbedaan
pada aspek fisik baik ukuran geometrik, tingkat pengotoran, jenis elektrode ataupun jenis
pertemuan.
Selain sebagai penyerah arus, fungsi dioda juga bisa di gunakan sebagai detector yaitu untuk
mendeteksi sinyal-sinyal kecil. Dioda zener dipakai sebagai stabilisator tegangan catu daya
sedangkan dioda LED (Light Emitting Dioda) yaitu dioda yang dapat memancarkan cahaya
biasanya dipakai sebagai lampu control.
Sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi dioda paling
umum adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi
panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur).
Itu sebabnya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan.
Karakteristik dioda atau kurva I–V, berhubungan langsung dengan perpindahan dari pembawa
melalui yang dinamakan lapisan penipisan atau daerah pemiskinan yang terdapat pada
pertemuan p-n di antara semikonduktor.
Pada diode p-n, arus mengalir dari sisi tipe-p (anode) menuju sisi tipe-n (katode), tetapi tidak
mengalir dalam arah sebaliknya. Itu lah yang dinamakan Dioda semikonduktor. Tipe lain dari
diode semikonduktor adalah diode Schottky yang dibentuk dari pertemuan antara logam dan
semikonduktor.
Dioda Rectifier (Penyearah)
Peranan rectifier dalam rangkaian catu daya adalah untuk mengubah tegangan listrik AC yang
berasal dari trafo step- down atau trafo adaptor menjadi tegangan listrik arus searah DC.
a). Penyearah Setengah Gelombang
Dalam komponen elektronika penyearah setengah gelombang disebut juga Half Wave
Rectifier.
b).Penyearah Gelombang Penuh
Dalam komponen elektronika penyearah gelombang penuh disebut juga Full Wave Rectifier.
3. Filter (Penyaring)
Penyaring atau filter merupakan bagian yang terdiri dari kapasitor yang berfungsi sebagai
penyaring atau meratakan tegangan listrik yang berasal dari rectifier. Selain menggunakan
filter juga menggunakan resistor sebagai tahanan.
4. Stabilizer dan Regulator
Stabilizer dan regulator adalah bagian yang terdiri dari komponen dioda zener, transistor,
komponen IC atau kombinasi dari ketiga komponen tersebut. Komponen ini berfungsi sebagai
penstabil dan pengatur tegangan (regulator) yang berasal dari rangkaian penyaring.
5. Komponen IC
Integrated Circuit (IC) adalah suatu komponen elektronik yang dibuat dari bahan semi
conductor, dimana IC merupakan gabungan dari beberapa komponen seperti Resistor,

16. Kapasitor, Dioda dan Transistor yang telah terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk
chip kecil, IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah
dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil.
Keunggulan IC (Advantages)
IC telah digunakan secara luas diberbagai bidang, salah satunya dibidang industri Dirgantara,
dimana rangkaian kontrol elektroniknya akan semakin ringkas dan kecil sehingga dapat
mengurangi berat Satelit, Misil dan jenis-jenis pesawat ruang angkasa lainnya. Desain
komputer yang sangat kompleks dapat dipermudah, sehingga banyaknya komponen dapat
dikurangi dan ukuran motherboardnya dapat diperkecil. Contoh lain misalnya IC digunakan di
dalam mesin penghitung elektronik(kalkulator), juga telepon seluler(ponsel) yang bentuknya
relatif kecil.
Di era teknologi canggih saat ini, peralatan elektronik dituntut agar mempunyai ukuran dan
beratnya seringan dan sekecil mungkin, dan hal itu dapat dimungkinkan dengan
penggunaannya IC.
Selain ukuran dan berat IC yang kecil dan ringan, IC juga memberikan keuntungan lain yaitu
bila dibandingkan dengan sirkit-sirkit keonvensional yang banyak menggunakan komponen,
IC dengan sirkit yang relatif kecil hanya mengkonsumsi sedikit sumber tenaga dan tidak
menimbulkan panas berlebih sehingga tidak membutuhkan pendinginan (cooling system).
Kelemahan-kelemahan IC (Disanvantages)
Pada uraian sebelumnya nampak seolah-olah IC begitu sempurna dibanding komponen
elektronik konvensional, padalah tak ada sesuatu komponen yang tidak memiliki kelemahan.
Kelemahan IC antara lain adalah keterbatasannya di dalam menghadapi kelebihan arus listrik
yang besar, dimana arus listrik berlebihan dapat menimbulkan panas di dalam komponen,
sehingga komponen yang kecil seperti IC akan mudah rusak jika timbul panas yang berlebihan.
Demikian pula keterbatasan IC dalam menghadapi tegangan yang besar, dimana tegangan yang
besar dapat merusak lapisan isolator antar komponen di dalam IC Contoh kerusakan misalnya,
terjadi hubungan singkat antara komponen satu dengan lainnya di dalam IC, bila hal ini terjadi,
maka IC dapat rusak dan menjadi tidak berguna.
Description: images (1).jpg Description: download.jpg
Gambar II.2.5.1 IC 337 Gambar II.2.5.2. IC 317
Description: images (2).jpg Description: download (1).jpg
Gambar II.2.5.3 IC 7905 Gambar II.2.5.4 IC 7805
Description: images (3).jpg Description: download (2).jpg
Gambar II.2.5.5 IC 7912 Gambar II.2.5.6 IC 7812
Selain komponen utama dalam pembuatan rangkaian catu daya juga menggunakan berbagai
komponen pendukung lainnya seperti sakelar, sekering, lampu indicator, voltmeter,
multimeter, PCB ( Printed Circuit Board) dan berbagai komponen pendukung lainnya.

17. BAB III
PERANCANGAN ALAT
Dalam pembuatan catu daya kali ini, kita harus melewati langkah - langkah yang tidak bisa
dilewati. Catu daya yang dirancang kali ini ditentukan outputnya yaitu +5 volt, -5 volt, +12
volt, -12 volt, dan variabel.
III.1 Komponen Alat dan Bahan
Sebelum masuk kelangkah-langkah pembuatan catu daya,perlu disiapkan alat, bahan dan
komponen yang diperlukan sebagai berikut:
Solder
Timah secukupnya
Bor
Papan PCB
Travo 3 Ampere
Dioda Bridge
Capasitor Polar 10uF/16V
IC
Resistor
LED warna merah dan hijau
Sekring 1 Ampere + soket
Kabel AC
Binding Post
Transistor
Sakelar
Spidol FM
III.2 Langkah-langkah Pembuatan Catu Daya
Setelah komponen tersebut ada, kita akan mulai merangkai rangkaian Catu Daya tersebut.
Kemudian akan diperlukan gambar susunan rangkaian Catu Daya ini. Berikut adalah contoh
gambar susunan rangkaian Catu Daya.
http://66fadli.files.wordpress.com/2012/06/image020.png?w=300&h=95
Gambar III.2.1 Susunan Rangkaian Catu Daya
Setelah memperoleh gambar rangkaian ini rangkailah komponen sesuai dengan rangkaian
diatas. Dalam merangkai rangkaian ini ada beberapa hal yang harus diperhatikan.
Pertama dalam memasang dioda (gunakan dioda brige 4 Ampere) dioda ini memiliki 4 buah
kaki yang berisi simbul +, -, dan 2 buah simbol ~.1 kaki yang berisi gambar ~ dihubungkan
dengan travo yang berisi angka 12V, dan kaki yang bergambar ~ yang lainnya dihubungkan
dengan travo yang berisi tanda 0. Kemudian kaki dioda yang bergambar + dihubungkan dengan
kaki + capasitor, dan kaki dioda yang berisi gambar -, dihubungkan dengan kaki – kapasitor.
Kemudian kaki + capasitor dihubungkan dengan kaki input dari IC 7805 (IC ini berisi 3 kaki,
untuk lebih jelasnya lihat data Sheet yang disediakan di akhir pembahasan ini), dan kaki –
kapasitor dihubungkan dengan kaki Ground/- dari IC 7805.
Setelah itu kaki ke tiga dari IC 7805 yang merupakan kaki keluaran yang harus di hubungkan
dengan kaki + kapasitor yang ke 2, dan Ground dari IC 7805 dihubungkan dengan kaki – dari
kapasitor ke 2.
Kemudian pada kaki + pada kapasitor ke 2 dipasangkan kabel yang berisi jepit buaya warna
merah, dan pada kaki – kapasitor ke 2 dipasangkan kaber yang berisi jepit buaya warna hitam.

18. Dan yang terakhir adalah memasang kabel AC yang sudah berisi sekring pada travo. Cara
pemasangannya sangat mudah yaitu memasangkan salah satu bagian kabel AC ke travo yang
berisi tanda 220V dan bagian lain dari kabel AC dipasangkan pada travo yang bertandakan 0
di sebelah tanda 220V.
III.3 Prinsip Kerja Catu Daya
Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil
agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling
baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak
cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari
pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat
mengubah arus AC menjadi DC. Pada tulisan kali ini disajikan prinsip rangkaian catu daya
(power supply) linier mulai dari rangkaian penyearah yang paling sederhana sampai pada catu
daya yang ter-regulasi.
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Perangkat elektronika mestinya dicatu oleh suplai arus searah DC (direct current) yang stabil
agar dapat bekerja dengan baik. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling
baik. Namun untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya lebih besar, sumber dari baterai tidak
cukup. Sumber catu daya yang besar adalah sumber bolak-balik AC (alternating current) dari
pembangkit tenaga listrik. Untuk itu diperlukan suatu perangkat catu daya yang dapat
mengubah arus AC menjadi DC. Prinsip rangkaian catu daya (power supply) linier mulai dari
rangkaian penyearah yang paling sederhana sampai pada catu daya yang ter-regulasi.
IV.1. Penyearah (Rectifier)
Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar-1 berikut ini.
Transformator (T1) diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada
kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.
Gambar IV.1.1 Rangkaian penyearah sederhana
Pada rangkaian ini, dioda (D1) berperan hanya untuk merubah dari arus AC menjadi DC dan
meneruskan tegangan positif ke beban R1. Ini yang disebut dengan penyearah setengah
gelombang (half wave). Untuk mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave)
diperlukan transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar-2.
Gambar IV.1.2 Rangkaian penyearah gelombang penuh
Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa yang berikutnya
dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator sebagai common ground..
Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti gambar di
atas. Untuk beberapa aplikasi seperti misalnya untuk men-catu motor dc yang kecil atau lampu
pijar dc, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini tegangan
ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar.
Gambar IV.1.3 Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter C

19. Gambar 3 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor C yang
paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa
menjadi rata. Gambar-4 menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah
setengah gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan
kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh tegangan
kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai dengan sifat
pengosongan kapasitor.
Gambar IV.1.3 Bentuk gelombang dengan filter kapasitor
Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus (I) yang mengalir ke beban R. Jika arus I = 0
(tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis horizontal. Namun jika beban arus
semakin besar, kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akan
berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :
Vr = VM -VL ………. (1)
dan tegangan dc ke beban adalah Vdc = VM + Vr/2 ….. (2)
Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan ripple paling kecil.
VL adalah tegangan discharge atau pengosongan kapasitor C, sehingga dapat ditulis :
VL = VM e -T/RC ………. (3)
Jika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperoleh :
Vr = VM (1 – e -T/RC) …… (4)
Jika T << RC, dapat ditulis : e -T/RC » 1 – T/RC ….. (5)
sehingga jika ini disubsitusi ke rumus (4) dapat diperoleh persamaan yang lebih sederhana :
Vr = VM(T/RC) …. (6)
VM/R tidak lain adalah beban I, sehingga dengan ini terlihat hubungan antara beban arus I dan
nilai kapasitor C terhadap tegangan ripple Vr. Perhitungan ini efektif untuk mendapatkan nilai
tengangan ripple yang diinginkan.
Vr = I T/C … (7)
Rumus ini mengatakan, jika arus beban I semakin besar, maka tegangan ripple akan semakin
besar. Sebaliknya jika kapasitansi C semakin besar, tegangan ripple akan semakin kecil. Untuk
penyederhanaan biasanya dianggap T=Tp, yaitu periode satu gelombang sinus dari jala-jala
listrik yang frekuensinya 50Hz atau 60Hz. Jika frekuensi jala-jala listrik 50Hz, maka T = Tp =
1/f = 1/50 = 0.02 det. Ini berlaku untuk penyearah setengah gelombang. Untuk penyearah
gelombang penuh, tentu saja fekuensi gelombangnya dua kali lipat, sehingga T = 1/2 Tp = 0.01
det.
Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat dengan menambahkan kapasitor pada
rangkaian gambar 2. Bisa juga dengan menggunakan transformator yang tanpa CT, tetapi
dengan merangkai 4 dioda seperti pada gambar-5 berikut
Gambar IV.1.4 Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan kapasitor C
Sebagai contoh, anda mendisain rangkaian penyearah gelombang penuh dari catu jala-jala
listrik 220V/50Hz untuk mensuplai beban sebesar 0.5 A. Berapa nilai kapasitor yang
diperlukan sehingga rangkaian ini memiliki tegangan ripple yang tidak lebih dari 0.75 Vpp.
Jika rumus (7) dibolak-balik maka diperoleh.
C = I.T/Vr = (0.5) (0.01)/0.75 = 6600 uF.
Untuk kapasitor yang sebesar ini banyak tersedia tipe elco yang memiliki polaritas dan
tegangan kerja maksimum tertentu. Tegangan kerja kapasitor yang digunakan harus lebih besar

20. dari tegangan keluaran catu daya. Anda barangkalai sekarang paham mengapa rangkaian audio
yang anda buat mendengung, coba periksa kembali rangkaian penyearah catu daya yang anda
buat, apakah tegangan ripple ini cukup mengganggu. Jika dipasaran tidak tersedia kapasitor
yang demikian besar, tentu bisa dengan memparalel dua atau tiga buah kapasitor.
IV.2 Voltage Regulator
Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple-nya kecil, namun ada masalah
stabilitas. Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan outputnya juga akan naik/turun.
Seperti rangkaian penyearah di atas, jika arus semakin besar ternyata tegangan dc keluarnya
juga ikut turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga
diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran ini menjadi stabil.
Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. Oleh karena
itu biasanya dalam rangkaian power supply maka IC Regulator tegangan ini selalu dipakai
untuk stabilnya outputan tegangan.
Berikut susunan kaki IC regulator tersebut.
http://66fadli.files.wordpress.com/2012/06/image0151.jpg?w=300&h=213
Gambar IV.2.1 Susunan kaki IC regulator
Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan +5 volt, 7812 regulator tegangan
+12 volt dan seterusnya. Sedangkan seri 79XX misalnya adalah 7905 dan 7912 yang berturut-
turut adalah regulator tegangan -5 dan -12 volt.
Selain dari regulator tegangan tetap ada juga IC regulator yang tegangannya dapat diatur.
Prinsipnya sama dengan regulator OP-amp yang dikemas dalam satu IC misalnya LM317
untuk regulator variable positif dan LM337 untuk regulator variable negatif. Bedanya resistor
R1 dan R2 ada di luar IC, sehingga tegangan keluaran dapat diatur melalui resistor eksternal
tersebut.
Rangkaian regulator yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 6. Pada rangkaian ini,
zener bekerja pada daerah breakdown, sehingga menghasilkan tegangan output yang sama
dengan tegangan zener atau Vout = Vz. Namun rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban
tidak lebih dari 50mA.
Gambar IV.2.2 Regulator zener
Prinsip rangkaian catu daya yang seperti ini disebut shunt regulator, salah satu ciri khasnya
adalah komponen regulator yang paralel dengan beban. Ciri lain dari shunt regulator adalah,
rentan terhadap short-circuit. Perhatikan jika Vout terhubung singkat (short-circuit) maka
arusnya tetap I = Vin/R1. Disamping regulator shunt, ada juga yang disebut dengan regulator
seri. Prinsip utama regulator seri seperti rangkaian pada gambar 7 berikut ini. Pada rangkaian
ini tegangan keluarannya adalah :
Vout = VZ + VBE ……….. (8)
VBE adalah tegangan base-emitor dari transistor Q1 yang besarnya antara 0.2 – 0.7 volt
tergantung dari jenis transistor yang digunakan. Dengan mengabaikan arus IB yang mengalir
pada base transistor, dapat dihitung besar tahanan R2 yang diperlukan adalah :
R2 = (Vin – Vz)/Iz ………(9)
Iz adalah arus minimum yang diperlukan oleh dioda zener untuk mencapai tegangan
breakdown zener tersebut. Besar arus ini dapat diketahui dari datasheet yang besarnya lebih
kurang 20 mA.

21. Gambar IV.2.3 Regulator zener follower
Jika diperlukan catu arus yang lebih besar, tentu perhitungan arus base IB pada rangkaian di
atas tidak bisa diabaikan lagi. Dimana seperti yang diketahui, besar arus IC akan berbanding
lurus terhadap arus IB atau dirumskan dengan IC = bIB. Untuk keperluan itu, transistor Q1
yang dipakai bisa diganti dengan tansistor darlington yang biasanya memiliki nilai b yang
cukup besar. Dengan transistor darlington, arus base yang kecil bisa menghasilkan arus IC yang
lebih besar.
Teknik regulasi yang lebih baik lagi adalah dengan menggunakan Op-Amp untuk men-drive
transistor Q, seperti pada rangkaian gambar 8. Dioda zener disini tidak langsung memberi
umpan ke transistor Q, melainkan sebagai tegangan referensi bagi Op-Amp IC1. Umpan balik
pada pin negatif Op-amp adalah cuplikan dari tegangan keluar regulator, yaitu :
Vin(-) = (R2/(R1+R2)) Vout ……. (10)
Jika tegangan keluar Vout menaik, maka tegangan Vin(-) juga akan menaik sampai tegangan
ini sama dengan tegangan referensi Vz. Demikian sebaliknya jika tegangan keluar Vout
menurun, misalnya karena suplai arus ke beban meningkat, Op-amp akan menjaga kestabilan
di titik referensi Vz dengan memberi arus IB ke transistor Q1. Sehingga pada setiap saat Op-
amp menjaga kestabilan :
Vin(-) = Vz ……… (11)
Gambar IV.2.4 Regulator dengan Op-amp
Dengan mengabaikan tegangan VBE transistor Q1 dan mensubsitusi rumus (11) ke dalam
rumus (10) maka diperoleh hubungan matematis :
Vout = ( (R1+R2)/R2) Vz……….. (12)
Pada rangkaian ini tegangan output dapat diatur dengan mengatur besar R1 dan R2. Sekarang
mestinya tidak perlu susah payah lagi mencari op-amp, transistor dan komponen lainnya untuk
merealisasikan rangkaian regulator seperti di atas. Karena rangkaian semacam ini sudah
dikemas menjadi satu IC regulator tegangan tetap. Saat ini sudah banyak dikenal komponen
seri 78XX sebagai regulator tegangan tetap positif dan seri 79XX yang merupakan regulator
untuk tegangan tetap negatif. Bahkan komponen ini biasanya sudah dilengkapi dengan
pembatas arus (current limiter) dan juga pembatas suhu (thermal shutdown). Komponen ini
hanya tiga pin dan dengan menambah beberapa komponen saja sudah dapat menjadi rangkaian
catu daya yang ter-regulasi dengan baik.
Gambar 1V.2.5 Regulator dengan IC 78XX / 79XX
Hanya saja perlu diketahui supaya rangkaian regulator dengan IC tersebut bisa bekerja,
tengangan input harus lebih besar dari tegangan output regulatornya. Biasanya perbedaan
tegangan Vin terhadap Vout yang direkomendasikan ada di dalam datasheet komponen
tersebut. Pemakaian heatshink (aluminium pendingin) dianjurkan jika komponen ini dipakai
untuk men-catu arus yang besar. Di dalam datasheet, komponen seperti ini maksimum bisa
dilewati arus mencapai 1 A.
IV.3 Blok Diagram
Catu daya memiliki blok diagram yang tidak begitu rumit.Seperti pada gambar tersebut:
ANd9GcQEJ1tJzSxGz7E_6g-Dtos4IYEdvo76a7R6eh5709Ry-ti3jV0kAA
Gambar IV.3.1 Blok diagram catu daya

22. 611060115%20-%201
Gambar IV.3.2 Blok Diagram alur catu daya
BAB V
PENUTUP
V.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dibuat yaitu berdasarkan tujuan dari penulisan laporan akhir ini. Kesimpulan
yang kami dapat dari laporan akhir ini adalah sebagai berikut.
1. Praktikan dapat mengetahui kegunaan catu daya.
2. Praktikan dapat mengetahui kegunaan dari komponen-komponen dalam catu daya
3. Praktikan dapat menentukan tegangan keluaran dari catu daya.
4. Praktikan dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan catu daya yang telah dibuat
5. Praktikan dapat mengetahui perbandingan antara hasil teori dengan hasil praktikum.
V.2 Saran
Saran yang diberikan bertujuan sebagai bahan acuan pada praktikum selanjutnya. Beberapa
saran yang bermanfaat tersebut dalah sebagai berikut:
1. Pada pelaksanaan praktikum diharapkan pembimbing atau asisten dapat memberikan cara
kerja alat dengan baik terhadap praktikan.
2. Diharapkan juga peralatan yang menunjang pada saat praktikum lengkap.
3. Diharapkan kepada para praktikan agar lebih berhati-hati lagi dalam melakukan praktikum
pembuatan catu daya ini agar tidak ada kecerobohan yg menyebabkan kerugian.
Gambar IV.2.1 Susunan kaki IC regulator
Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan +5 volt, 7812 regulator tegangan
+12 volt dan seterusnya. Sedangkan seri 79XX misalnya adalah 7905 dan 7912 yang berturut-
turut adalah regulator tegangan -5 dan -12 volt.
Selain dari regulator tegangan tetap ada juga IC regulator yang tegangannya dapat diatur.
Prinsipnya sama dengan regulator OP-amp yang dikemas dalam satu IC misalnya LM317
untuk regulator variable positif dan LM337 untuk regulator variable negatif. Bedanya resistor
R1 dan R2 ada di luar IC, sehingga tegangan keluaran dapat diatur melalui resistor eksternal
tersebut.
Rangkaian regulator yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 6. Pada rangkaian ini,
zener bekerja pada daerah breakdown, sehingga menghasilkan tegangan output yang sama

23. dengan tegangan zener atau Vout = Vz. Namun rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban
tidak lebih dari 50mA.
Gambar IV.2.2 Regulator zener
Prinsip rangkaian catu daya yang seperti ini disebut shunt regulator, salah satu ciri khasnya
adalah komponen regulator yang paralel dengan beban. Ciri lain dari shunt regulator adalah,
rentan terhadap short-circuit. Perhatikan jika Vout terhubung singkat (short-circuit) maka
arusnya tetap I = Vin/R1. Disamping regulator shunt, ada juga yang disebut dengan regulator
seri. Prinsip utama regulator seri seperti rangkaian pada gambar 7 berikut ini. Pada rangkaian
ini tegangan keluarannya adalah :
Vout = VZ + VBE ……….. (8)
VBE adalah tegangan base-emitor dari transistor Q1 yang besarnya antara 0.2 – 0.7 volt
tergantung dari jenis transistor yang digunakan. Dengan mengabaikan arus IByang mengalir
pada base transistor, dapat dihitung besar tahanan R2 yang diperlukan adalah :
R2 = (Vin – Vz)/Iz ………(9)
Iz adalah arus minimum yang diperlukan oleh dioda zener untuk mencapai
teganganbreakdown zener tersebut. Besar arus ini dapat diketahui dari datasheet yang besarnya
lebih kurang 20 mA.
Gambar IV.2.3 Regulator zener follower
Jika diperlukan catu arus yang lebih besar, tentu perhitungan arus base IB pada rangkaian di
atas tidak bisa diabaikan lagi. Dimana seperti yang diketahui, besar arus IC akan berbanding
lurus terhadap arus IB atau dirumskan dengan IC = bIB. Untuk keperluan itu, transistor Q1 yang
dipakai bisa diganti dengan tansistor darlingtonyang biasanya memiliki nilai b yang cukup
besar. Dengan transistor darlington, arus base yang kecil bisa menghasilkan arus IC yang lebih
besar.

24. Teknik regulasi yang lebih baik lagi adalah dengan menggunakan Op-Amp untuk men-drive
transistor Q, seperti pada rangkaian gambar 8. Dioda zener disini tidak langsung memberi
umpan ke transistor Q, melainkan sebagai tegangan referensi bagi Op-Amp IC1. Umpan balik
pada pin negatif Op-amp adalah cuplikan dari tegangan keluar regulator, yaitu :
Vin(-) = (R2/(R1+R2)) Vout ……. (10)
Jika tegangan keluar Vout menaik, maka tegangan Vin(-) juga akan menaik sampai tegangan ini
sama dengan tegangan referensi Vz. Demikian sebaliknya jika tegangan keluar Vout menurun,
misalnya karena suplai arus ke beban meningkat, Op-amp akan menjaga kestabilan di titik
referensi Vz dengan memberi arus IB ke transistor Q1. Sehingga pada setiap saat Op-amp
menjaga kestabilan :
Vin(-) = Vz ……… (11)
Gambar IV.2.4 Regulator dengan Op-amp
Dengan mengabaikan tegangan VBE transistor Q1 dan mensubsitusi rumus (11) ke dalam rumus
(10) maka diperoleh hubungan matematis :
Vout = ( (R1+R2)/R2) Vz……….. (12)
Pada rangkaian ini tegangan output dapat diatur dengan mengatur besar R1 dan R2. Sekarang
mestinya tidak perlu susah payah lagi mencari op-amp, transistor dan komponen lainnya untuk
merealisasikan rangkaian regulator seperti di atas. Karena rangkaian semacam ini sudah
dikemas menjadi satu IC regulator tegangan tetap. Saat ini sudah banyak dikenal komponen
seri 78XX sebagai regulator tegangan tetap positif dan seri 79XX yang merupakan regulator
untuk tegangan tetap negatif. Bahkan komponen ini biasanya sudah dilengkapi dengan
pembatas arus (current limiter) dan juga pembatas suhu (thermal shutdown). Komponen ini
hanya tiga pin dan dengan menambah beberapa komponen saja sudah dapat menjadi rangkaian
catu daya yang ter-regulasi dengan baik.

25. Gambar 1V.2.5 Regulator dengan IC 78XX / 79XX
Hanya saja perlu diketahui supaya rangkaian regulator dengan IC tersebut bisa bekerja,
tengangan input harus lebih besar dari tegangan output regulatornya. Biasanya perbedaan
tegangan Vin terhadap Vout yang direkomendasikan ada di dalam datasheet komponen tersebut.
Pemakaian heatshink (aluminium pendingin) dianjurkan jika komponen ini dipakai untuk men-
catu arus yang besar. Di dalam datasheet, komponen seperti ini maksimum bisa dilewati arus
mencapai 1 A.
IV.3 Blok Diagram
Catu daya memiliki blok diagram yang tidak begitu rumit.Seperti pada gambar tersebut:
Gambar IV.3.1 Blok diagram catu daya
Gambar IV.3.2 Blok Diagram alur catu daya
BAB V

26. PENUTUP
V.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dibuat yaitu berdasarkan tujuan dari penulisan laporan akhir ini. Kesimpulan
yang kami dapat dari laporan akhir ini adalah sebagai berikut.
1. Praktikan dapat mengetahui kegunaan catu daya.
2. Praktikan dapat mengetahui kegunaan dari komponen-komponen dalam catu daya
3. Praktikan dapat menentukan tegangan keluaran dari catu daya.
4. Praktikan dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan catu daya yang telah dibuat
5. Praktikan dapat mengetahui perbandingan antara hasil teori dengan hasil praktikum.
V.2 Saran
Saran yang diberikan bertujuan sebagai bahan acuan pada praktikum selanjutnya. Beberapa
saran yang bermanfaat tersebut dalah sebagai berikut:
1. Pada pelaksanaan praktikum diharapkan pembimbing atau asisten dapat memberikan cara
kerja alat dengan baik terhadap praktikan.
2. Diharapkan juga peralatan yang menunjang pada saat praktikum lengkap.
3. Diharapkan kepada para praktikan agar lebih berhati-hati lagi dalam melakukan praktikum
pembuatan catu daya ini agar tidak ada kecerobohan yg menyebabkan kerugian.