Kegiatan 1. Percobaan Diode Zener
Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah ini (Rangkaian 1).
Atur besar tegangan input (V in) mulai dari 0 – 10 V, periksa besar arus mengalir (Ir), tegangan zener (VD), dan tegangan resistor (VR). Catat pada lembar kerja yang telah tersedia.
Bandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan teoritis.
Rumus yang digunakan :
VR = Ir x R1 VD = V ln – VR
Dimana:
VR = Tegangan Resistor
VD = tegangan dioda
Vin = tegangan input atau sumber
Ir = arus rangkaian
R1 = hambatan 1
Untuk perhitungan rangkaian dengan mengatur tegangan inputnya sebagai berikut:
Buatlah rangkaian diode zener sebagai referensi tegangan seperti gambar di bawah ini (Rangkaian 2).
Atur tegangan masuk, mulai dari 0-10 V, catat semua data pada tabel yang telah tersedia.
Bandingkan hasil pengukuran dengan perhitungan teoritis.
Rumus yang digunakan :
Vin = VR + VD Ir = IL + ID Atau Ir = Vin-VD/R1
IL= VL/VR ID = Ir-IL
Dimana:
VR = Tegangan Resistor
VD = tegangan dioda
Vin = tegangan input atau sumber
Ir = arus rangkaian
IL = arus yang mengalir pada beban
ID = arus yang mengalir pada dioda
Membandingkan perhitungan arus rangkaian, arus beban, arus dioda, tegangan input dan tegangan dioda dengan hitungan pada rangkaian di proteus, perubahan tegangan pada baterai dari 0-10V. Sebagai berikut:
Vin = VR + VD
Ir = IL + ID
IL= VL/VR
ID = Ir-IL
Kegiatan 2. Percobaan rangkaian penyetabil tegangan dengan IC LM 78xx
Buat rangkaian penyetabil tegangan dengan IC LM7805 seperti gambar di bawah ini:
Berikan beban pada terminal output dengan resistor 560 Ohm.
Atur tegangan input mulai dari 0-10V. Amati perubahan nilai arus maupun tegangan.
Lakukan pengukuran terhadap setiap perubahan arus input, tegangan output dan arus yang mengalir pada beban sesuai dengan perubahan tegangan input.
Dengan menggunakan rangkaian yang sama, gantilah IC LM 7805 menjadi IC LM7808.
Atur tegangan input mulai dari 0-10V. Amati perubahan nilai arus maupun tegangan.
Buat tabel data dan gambarkan dengan grafik V dan I baik input maupun output.
F. Lampiran
Data Hasil Praktikum
1. Data Kegiatan 1. Percobaan Diode Zener
Pengukuran pada rangkaian 1
Pengukuran pada rangkaian 2
2. Data Kegiatan 2. Percobaan rangkaian penyetabil tegangan dengan IC LM 7805 dan IC LM 7808
Stabilisasi dengan IC 7805 (RL = 560 Ohm)
Stabilisasi dengan IC LM 7808
3. Pertanyaan dan tugas.
Buatlah grafik perbandingan tegangan masuk dan keluar dari stabilisasi tegangan dengan IC LM 78xx di atas berdasarkan data percobaan!
Jawaban:
Grafik perbandingan tegangan masuk dan keluar pada IC LM7805
Grafik perbandingan tegangan masuk dan keluar pada IC LM7808
Sebutkan sistem pada rangkaian otomotif yang memanfaatkan diode zener.
Jawaban:
Sistem pengisian seperti Alternator karena generator AC menghasilkan arus AC dan rangkaian listrik mobil menggunakan arus DC sehingga perlu diubah menjadi DC dengan diode dan menyalurkannya ke baterai atau Accu.
Sistem penerangan.
Sistem pengapian.
Sebutkan sistem pada aplikasi otomotif yang menggunakan regulator tegangan. Jelaskan komponen yang digunakan untuk regulator tersebut!
Jawaban:
Sistem pengisian baterai (Alternator)
Sistem pengisian baterai ini menggunakan prinsip dari generator AC yang mana arus yang dihasilkan adalah arus bolak-balik dan untuk menjadikannya arus searah atau DC, maka digunakanlah dioda untuk menyerahkannya dan untuk menstabilkan tegangan yang akan dihasilkan, maka digunakanlah regulator tegangan untuk mengatur tegangan keluar dari alternator agar tetap stabil. Regulator sendiri akan menguatkan atau melemahkan medan magnet pada kumparan rotor, karena putaran kendaraan tidak selalu konstan atau tidak stabil selalu naik turun. Maka untuk itu menstabilkan tegangan output alternator karena putaran rotor yang selalu tinggi atau rendah, dapat dikendalikan oleh regulator tegangan.
Pada saat putaran mesin tinggi, arus yang masuk pada kumparan rotor akan diperkecil atau dilangsungkan ke masa (ground) sehingga medan magnet pada kumparan rotor pun menjadi kecil. Sementara itu, pada saat putaran mesin rendah, tegangan alternator akan turun tentunya. Dalam kondisi ini, regulator mengatur arus yang masuk ke kumparan rotor menjadi lebih besar sehingga medan magnet pada kumparan rotor menjadi kuat.
Buat analisa dan kesimpulan dari data percobaan anda serta tulis jawaban dari pertanyaan di atas pada laporan praktik!
Analisa
Pada percobaan pertama dioda zener didapatkan bahwa jika kita menaikkan tegangan sumber, maka tegangan yang dihasilkan oleh dioda akan makin besar. Karakteristik dioda zener adalah dioda akan berada pada kondisi breakdown ketika ada tegangan yang melewati melebihi tegangan breakdownnya, dioda zener memiliki nilai breakdown voltage atau nilai di mana dioda zener akan membuka blokir arus dari arah sebaliknya misal kita set nilai breakdown voltagenya pada 5 volt dan dialirkan tegangan listrik 4 volt yang mengalir melalui di diode zener. Maka fungsi dioda akan seperti biasa, diode akan memperbolehkan arus mengalir ke satu arah dan memblokir arus ke arah sebaliknya. Jika kita ubah tegangan yang mengalir menjadi 9V atau melebihi nilai breakdown voltagenya, maka dioda akan membuka blokirnya dan arus bisa mengalir dari kedua arah. Dan tegangan pada dioda dapat melebihi nilai breakdown voltagenya saat tegangan input ditambah terus menerus.
Dioda zener bisa digunakan sebagai voltage regulator, dimana dioda bisa mengontrol tegangan dengan konstan. Saat kita uji dengan tegangan 12V dan breakdown voltage diode 9V, fan ketika tegangan listrik 12V dialirkan melalui dioda maka tegangan pada dioda akan sama dengan tegangan breakdown voltagenya sekitar 9,1V
IC 78xx merupakan keluarga dari IC regulator tegangan, keluarga 78xx umumnya digunakan dalam sirkuit elektronik yang membutuhkan power supply yang diatur karena kemudahan penggunaan dan biaya rendah. 78xx adalah kode regulator yang bekerja pada tegangan positif: artinya mereka menghasilkan tegangan output positif, IC 78xx terdapat 3 kaki kaki yang pertama sebagai input, kaki kedua sebagai ground atau negatif dan kaki ketiga sebagai output tegangan dan arus. Angka dibelakang dari IC 78xx menunjukan tegangan dari IC tersebut misal 7805 (5 volt), 7806 (6 volt), 7808 (8 volt). Saat percobaan dengan mengatur tegangan masuknya mulai dari 0-10V, tegangannya keluarannya akan ikut membesar dan ketika tegangan inputnya melebihi, misal pada IC 7805 maka tegangan outputnya akan dikendalikan oleh IC 7805 sebesar 5V secara konstan dan saat dilihat pada osciloscop tegangan output DC nya menunjukkan garis lurus yang berarti konstan pada 5V, walaupun tegangan input nya 10V. Dan kapasitor sendiri untuk memperhalus atau memfilter ripple pada tegangan DC
Kesimpulan
Dioda zener sangat bermanfaat karena karakteristiknya, fungsi utama dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan pada rangkaian regulator. Dioda zener juga dapat melakukan reverse bias, jadi saat dialirkan tegangan yang melebihinya nilai breakdown voltagenya maka dioda akan membuka blokirnya dan arus bisa mengalir dari kedua arah atau berlawanan. Dan saat tegangan baterai ditambah melebihi nilai breakdownnya maka nilainya tegangan dioda akan sama dengan tegangan breakdown voltagenya, namun bisa melebihi nilai breakdownnya saat tegangan sumbernya ditambah terus menerus. Jadi, arus listrik akan mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas breakdown voltagenya.
IC 78xx merupakan IC regulator tegangan yang mempunyai 3 kaki, kaki pertama sebagai input, kaki kedua sebagai negatif atau ground dan kaki ketiga sebagai output. Kerja IC 78xx ini adalah akan mempertahankan atau memastikan tegangan pada tingkat tertentu sesuai dengan IC 78xx yang digunakan, misal IC 7805 akan mempertahankan tegangan output stabil pada 5V dan IC 7808 akan mempertahankan tegangan output stabil pada 8V, tegangan dapat stabil saat tegangan sumbernya diperbesar. Misal pada IC 7805 ketika tegangan sumbernya pada 10V, maka tegangan outputnya akan dipertahankan stabil pada 5V.
Walaupun dioda zener dan IC 78xx mempunyai fungsi yang dapat dipakai di regulator tegangan, namun keduanya memiliki karakter yang berbeda. Pada dioda zener untuk penstabil tegangan, dapat melakukan arus balik atau arus dapat mengalir dari kedua arah. Pada IC 78xx sendiri untuk mempertahankan tegangan secara stabil pada tegangan tertentu misal 7805 (5 volt), 7806 (6 volt) dan 7808 (8 volt).
Video pembuatan
1. https://youtube.com/channel/UC57gtJjDs3x9OjsFHx0FKaQ
Daftar Pustaka
Semoga bisa menjadi manfaat dan apabila ada kekurangan bisa dibahas melalui komentar, penulis juga masih belajar mengenai materi diatas semoga menjadi manfaat dan informasi yang berguna
ReplyDelete