Konversi AC ke DC

Konversi AC ke DC
Untuk konversi dari listrik AC ke DC, ada dua metode yang mungkin digunakan. Pertama dengan linear power supply. Ini adalah rangkaian AC ke DC yang sangat sederhana. Setelah listrik AC dari line input di-stepdown oleh transformer, kemudian dijadikan DC secara sederhana dengan rangkaian empat diode penyearah. Komponen tambahan lain adalah kapasitor untuk meratakan tegangan.
Tambahan komponen yang mungkin disertakan adalah linear regulation, yang bertugas menjaga tegangan sesuai yang diinginkan, meski daya output yang dibutuhkan bertambah. Linear power supply dapat Anda temukan pada DC power adapter sederhana. Ia memungkinkan untuk diproduksi dengan ongkos yang minimum. Kelemahan utamanya pada tingkat power conversion dengan efisiensi yang rendah. Berikutnya adalah dibutuhkannya ukuran transformer yang besar, untuk daya ampere yang besar. Tingkat efi siensi konversi yang rendah (sekitar 50%), juga menyebabkannya mengeluarkan panas yang besar saat beroperasi.
System pengendali elektronika daya

1. Penyearah
Penyearah adalah suatu alat yang digunakan untuk mengubah arus AC menjadi DC. Pada umumnya, dari sumber tegangan AC dan frekuensi yang tetap menjadi tegangan DC baik tetap maupun berubah. Penyearah yang mempunyai tegangan keluaran tetap, atau penyearah tak terkontrol, digunakan untuk mencatu daya DC pada peralatan-peralatan yang tidak memerlukan pengaturan daya masukan dalam operasinya.
Sedangkan penyearah yang mempunyai tegangan keluaran dapat diubah-ubah, atau penyearah terkontrol, terutama untuk peralatan-peralatan listrik yang dalam operasinya memerlukan penga- turan daya, misalnya untuk kontrol kecepatan pada motor DC.

Switching Power Supply
Power supply untuk PC membutuhkan daya besar, dengan tingkat panas yang minim dan tegangan yang lebih terjaga. Linear power supply tidak cocok untuk hal ini. Maka digunakan metode switching power supply. Jauh lebih kompleks, tapi menawarkan tingkat efisiensi dan daya lebih besar. Kelebihan utama pada kemampuan mengendalikan tegangan output agar tetap terjaga. Pulse Width Modulation (PWM) adalah sinyal utama yang memberikan perintah, untuk mengendalikan tegangan, sekiranya terjadi perubahan beban pada output.

Ia dapat bekerja dalam selang waktu singkat, hanya dalam hitungan microsecond. Secara sederhana, apa yang terjadi pada power supply adalah sebagai berikut. Input listrik AC 220V via rectifi er (diubah ke DC), filter (membersihkan dari noise sumber listrik AC). Dimungkinkan juga ditambah dengan rangkaian PFC (power factor correction). Sejumlah kapasitor berkapasitas besar juga digunakan untuk lebih meratakan tegangan.

Rangkaian kapasitor ini juga dihubungkan dengan fi eld-effect transistor (biasanya oleh MOSFET). Metal-oxide semiconductor fi eld-effect transistor (MOSFET) terhubung secara serial dengan sisi input transformer berfungsi sebagai on-off switch. Ia akan mengomunikasikan (feedback) sekiranya terjadi perubahan daya yang dibutuhkan, berupa sinyal PWM. Contohnya adalah sebagai berikut, sewaktu jalur 12V DC membutuhkan arus daya 6A saat PC dengan load normal.


Saat bekerja full load, meningkat hingga 8A, ini akan menyebabkan tegangan output power supply turun. Feedback dikirim ke sirkuit PWM dengan adanya perubahan tegangan tersebut, yang akan membuat MOSFET berubah state menjadi on, dan menyampaikan pada sisi input transformer. Hasil akhirnya, dalam waktu singkat, tegangan output akan kembali normal (DC 12V).
Switching power supply memiliki frekuensi antara 30 kHz-150 kHz (bahkan lebih tinggi lagi). Selang waktu untuk mengembalikan ke tegangan yang diinginkan tidak akan lebih dari 33 microsecond. Sedangkan dengan linear power supply, menggunakan frekuensi yang sama dari line AC input (50 Hz untuk Indonesia).
Dengan Upgrade Power Supply, Apakah Menambah Beban Daya dan Tagihan Listrik?
Banyak pengguna PC yang salah kaprah dalam melakukan perkiraan perhitungan daya listrik yang digunakan. Khususnya untuk hubungannya dengan power supply. Perlu digaris bawahi di sini adalah power supply tugasnya adalah menyediakan catudaya yang dibutuhkan oleh system. Artinya, jika power supply yang digunakan memiliki supply daya 550 W, sedangkan komponen dalam system hanya membutuhkan catuan daya 350 W, maka daya yang dibutuhkan power supply hanya 350 W (dikalikan power factor).

Menggunakan power supply dengan kemampuan suplai daya yang lebih besar dibandingkan dengan kebutuhan daya sangat disarankan. Power supply yang bekerja (jauh) di bawah suplai daya maksimal dapat bekerja lebih maksimal, tanpa harus mengeluarkan panas yang berlebihan.


Untuk masalah daya yang dibutuhkan akan sangat berpengaruh dengan power factor. Makin rendah power factor, tingkat efi siensi dari power supply juga semakin rendah. Artinya akan butuh makin banyak input daya untuk menghasilkan daya yang sama, dibandingkan power supply yang memiliki power factor yang lebih baik. Karena dalam proses konversi AC ke DC menjadi lebih efektif, dan makin sedikit daya yang terbuang menjadi panas. Menggunakan power supply dengan tingkat efisiensi yang baik, jelas dapat mengurangi pengeluaran.
Motor DC

Motor DC

Motor DC adalah sebuah mesin listrik yang berfungsi mengubah tenaga listrik DC menjadi tenaga mekanik (gerak). Tenaga gerak tersebut berupa putaran motor.
Symbol motor DC
1. Prinsip Kerja Motor DC
Prinsip dasar dari motor arus searah (motor DC) adalah kalau sebuah kawat berarus diletakkan antara kutub magnet utara dan selatan, maka pada kawat itu akan bekerja suatu gaya yang akan menggerakkan kawat itu. Prinsip dasar kerja motor listrik DC.
2. Arah Putaran Motor DC
Apabila gerak kawat itu dapat ditentukan dengan “kaidah tangan kiri” yang berbunyi sebagai berikut: apabila tangan kiri terbuka dan diletakkan diantara kutub utara dan kutub selatan sehingga garis-garis gaya yang keluar dari kutub magnet menembus telapak tangan kiri dan arus di dalam kawat mengalir searah dengan keempat jari, maka kawat itu akan mendapat gaya yang arahnya sesuai dengan arah ibu jari.
3. Membalik Arah Putaran Motor DC
Untuk membalik arah putaran DC dapat dilakukan dengan membalik arah arus jangkar. Mengubah arah arus putaran motor DC dengan mengubah arus jangkar untuk memudahkan penjelasan sisi-sisi kumparan pada bagian atas dan bagian bawah masing-masing hanya digambarkan dengan sebuah kumparan.
Misalkan mula-mula arah putaran ke kanan, untuk mengubah arah putaran ke kiri dilakukan dengan membalik arah arus jangkar, atau pada prinsipnya sama dengan membalik polaritas motor pada klemnya.

Membalik arah putaran motor DC dengan mem balik arus jangkar.

mula-mula arah putaran motor berlawanan dengan arah putaran jarum motor
kemudian arah arus jangkar dirubah sesuai dengan kaidah tangan kiri

Berdasarkan prinsip kerja motor DC, maka untuk naik/turun sangkar bekerja dengan motor DC. Hanya saja yang berubah ada pada arah arus jangkar untuk naik atau turun.
Pewaktu ( Timer )
Rangkaian ini biasanya digunakan untuk batasan waktu yang dioerlukandalam pengoprasian suatu alatdari mulai hingga berhenti atau sebaliknya, dengan lain kata waktu aktif berbagai peralatan seperti lampu taman, pemamas air dan sebagainya. Berbagai alat yang dapat dalam pengaturan waktu ini seperti timer, timer delay dan sebagainyanamun dalam percobaan ini digunakan pewaktu dengan menggunakan timer IC 555.
- IC 555
IC timer 555 adalah salah satu komponen yang sangat luas pengunaannya.komponen ini pertama kali diperkenalkan di Inggris oleh Sugnetic, tetapi saat ini sudah diproduksi hampir setiap pabrik-pabrik semikonduktor.
Disamping penggunaan IC yang serba guna, ia juga memiliki kestabilan yang sangat baik terhadap perubahan suhu atau temperatur.Pada umumnya IC ini mempunyai 8 pin ( kaki ) yang terpasang sejajar. Seperti gambar 8.
IC