Membuat Sendiri Rangkaian Catu Daya Simetris

Ketika Anda ingin belajar merakit rangkaian elektronika, tentu saja membuat rangkaian catu daya linier adalah hal yang termudah untuk dipelajari. Hasil rangkaian catu daya yang Anda buat pun nantinya bisa digunakan untuk berbagai keperluan sumber daya bagi rangkaian elektronika lainnya yang Anda buat.

Catu daya atau yang sering disebut sebagai rectified power supply adalah sebuah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk menyediakan sumber daya listrik searah (DC) pada perangkat elektronik.

Rangkaian catu daya umumnya terdiri dari komponen elektrik berupa: trafo step down, komponen semikonduktor berupa dioda, dan komponen pasif berupa kapasitor.

Membuat Rangkaian Catu Daya Penyearah Arus Tegangan Simetris

Cara kerja rangkaian penyearah arus atau yang disebut sebagai rectifier, sudah pernah dibahas di artikel sebelumnya. Disini, kita akan mempraktekkan bagaimana cara membuat rangkaian catu daya penyearah arus.

Hasil dari praktikum elektronika kali ini nantinya bisa Anda gunakan untuk keperluan praktikum elektronika selanjutnya.

Untuk catu daya penyearah ini, sebenarnya mudah didapatkan dalam bentuk jadi di toko-toko elektronik dan kelistrikan. Adaptor yang Anda biasa gunakan untuk mengecas smartphone adalah salah satu bentuknya. Namun dengan membuat rangkaian catu daya sendiri, dapat meningkatkan keterampilan Anda dalam menyolder. Terutama bagi Anda yang ingin mengenal dan mempelajari beberapa ilmu dan teknik elektronika.

Jumlah komponen yang diperlukan tidak banyak, dan jalur PCB sederhana dengan jarak komponen relatif renggang. Anda yang baru pertama kali belajar menyolder pun tidak terlalu khawatir dengan hasil solderan pertama Anda.

Adapun alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat rangkaian catu daya adalah sebagai berikut:

  • Solder
  • Timah
  • Tang potong atau gunting kuku
  • Kabel serabut (NYM) dan steker
  • Multimeter
  • Trafo step down
  • Terdapat 2 jenis trafo step down yang beredar dipasaran, yaitu trafo step down dengan terminal CT dan trafo step down tanpa terminal CT. Ukuran trafo step down pun beragam, dengan harganya berkisar puluhan ribu hingga beberapa ratus ribu, tegantung kapasitas VA nya.

    Untuk keperluan belajar merangkai elektronika, Anda bisa membeli trafo dengan kapasitas 3 Ampere hingga 5 Ampere. Pada artikel ini saya akan memandu Anda untuk membuat rangkaian catu daya dengan trafo yang memiliki terminal CT pada bagian sekundernya.

  • PCB Rangkaian Power Supply
  • Komponen untuk rangkaian catu daya sebenarnya bisa dipasang tanpa menggunakan PCB. Disini PCB hanya digunakan untuk membantu menempatkan komponen-komponennya agar terlihat lebih rapi.

    PCB rangkaian catu daya simetris sendiri banyak tersedia dipasaran, sehingga Anda tidak harus mencetak jalurnya sendiri. Harganya berkisar antara 3 ribu hingga 10 ribu tergantung ukuran PCB dan jumlah komponen yang akan dipasang ke PCB.

    Contoh PCB rangkaian catu daya simetris dengan 4 kapasitor

    PCB memiliki 2 sisi. Sisi atas merupakan bagian yang biasanya terdapat simbol-simbol dan nilai atau kode komponen. Sedangkan sisi lainnya merupakan bagian yang terdapat jalur tembaga.

  • Dioda
  • Dioda yang diperlukan untuk membuat rangkaian catu daya simetris adalah sebanyak 4 buah. Disini Anda bisa menggunakan dioda dengan tipe: SR5100, SR5150, SB5100, MBR5200. Bisa juga menggunakan tipe lainnya yang memiliki spesifikasi forward current 3A hingga 5A.

  • Kapasitor Elektrolit
  • Kapasitor elektrolit atau elco yang diperlukan adalah sebanyak 2 atau 4 buah. Setidaknya total kapasitansi elco tiap rail tegangan adalah 4700 uF. Sehingga untuk catu daya simetris, masing masing rail yaitu + dan – setidaknya memiliki 1 buah elco.

    Apabila Anda menginginkan hasil keluaran dengan ripple tegangan yang lebih halus, maka sebaiknya Anda memasang beberapa buah elco 2200 µF hingga 4700 µF secara paralel. Ketimbang hanya menggunakan sebuah elco berkapasitas besar (misalnya 10000 µF) untuk masing-masing rail, sehingga penyaringan ripple tegangan akan lebih baik.

    Nilai tegangan yang tertulis pada body kapasitor elektrolit menunjukkan tegangan kerja maksimumnya yang dapat ditangani oleh kapasitor tersebut, sebelum kapasitor tersebut mengalami kegagalan insulasi.

    Oleh karena itu setidaknya Anda menggunakan kapasitor dengan rating 25% lebih tinggi dari tegangan kerja pada rangkaian elektronik yang akan Anda rakit. Misalnya Anda ingin membuat rangkaian catu daya dengan tegangan masukan sebesar 25 V AC, maka gunakanlah kapasitor dengan rating 35 V.

Pemasangan Komponen Rangkaian Catu Daya ke PCB

Setelah alat dan bahan untuk membuat rangkaian catu daya penyearah arus sudah disiapkan, selanjutnya adalah pemasangan tiap-tiap komponen ke PCB. Sambil menunggu solder hingga ujungnya menjadi panas, Anda bisa mulai memasang tiap-tiap komponen ke PCB.

Pemasangan Dioda ke PCB

Secara fisik, dioda memiliki tanda berupa gelang di salah satu bagian bodynya. Bagian yang ditandai dengan gelang ini menunjukkan kaki terminal katoda, sedangkan kaki lainnya adalah terminal anoda. Tempat untuk meletakkan komponen dioda di PCB pun biasanya akan ditandai dengan simbol berikut:

Wujud fisik komponen dioda yang digunakan untuk membuat rangkaian catu dayaBeberapa simbol dioda yang umumnya terdapat di pcb

Bengkokkan kedua kaki dioda hingga membentuk huruf U, kemudian Anda dapat menancapkan masing-masing kaki dioda pada lubang di PCB sesuai dengan polaritasnya. Pastikan body dioda telah rapat dengan permukaan sisi atas PCB. Potonglah tiap-tiap kaki dioda hingga tersisa sekitar 3 mm dari permukaan PCB yang terdapat jalur tembaganya.

Lakukan penyolderan untuk tiap-tiap kaki dioda yang menonjol. Tempelkan ujung solder selama beberapa detik di sekitar kaki komponen yang hendak di solder. Setelah beberapa saat, jalur tembaga akan menjadi lebih panas. Tempelkan kawat timah di samping kaki komponen lalu tempelkan ujung solder hingga kawat timah meleleh menutupi bagian di sekeliling kaki komponen.

Usahakan agar proses pelelehan timah hingga menutupi bagian di sekeliling kaki komponen yang disolder tidak lebih dari 5 detik. Ulangi proses ini untuk tiap-tiap kaki dioda lainnya.

Pemasangan Kapasitor Elektrolit (Elco)

Kapasitor elektrolit memiliki bentuk fisik seperti sebuah tabung yang memiliki 2 buah terminal. Salah satu bagian body kapasitor elektrolit umumnya ditandai oleh garis vertikal tebal. Sebagai penanda bahwa ini adalah terminal negatifnya. Sedangkan bagian lainnya merupakan terminal positif.

Selain penanda berupa garis vertikal tebal, seringkali kaki terminal negatif dari sebuah kapasitor elektrolit dibuat lebih pendek dibandingkan kaki terminal positifnya. Tempat meletakkan komponen dioda pada PCB biasanya ditandai dengan simbol berikut:

Wujud fisik kapasitor elektrolit yang digunakan untuk membuat rangkaian catu dayaSimbol kapasitor elektrolit yang umumnya terdapat di pcb

Selanjutnya Anda bisa menancapkan kaki-kaki kapasitor elektrolit tersebut sesuai dengan polaritasnya. Lakukan penyolderan dengan langkah yang sama seperti ketika Anda menyolder dioda tadi.

Pemasangan Kabel dan Transformator

Sebuah trafo step down memiliki 2 bagian yaitu lilitan primer dan sekunder. Lilitan primer biasanya memiliki beberapa terminal yang ditandai dengan ukuran tegangan 0, 110, 125, 220, dan 240. Terminal pada bagian inilah yang nantinya Anda hubungkan ke jala-jala PLN.

Wujud fisik trafo yang digunakan untuk membuat rangkaian catu daya

Karena tegangan jala-jala PLN (normalnya) adalah 220V, maka terminal yang digunakan adalah 0 dan 220. Sehingga disini Anda memerlukan sebuah kabel NYM dengan 2 inti, dimana salah satu intinya disolder pada terminal 0, dan inti lainnya disolder pada terminal 220. Ujung lainnya tentu saja perlu Anda pasang dengan steker.

Selanjutnya Anda bisa memasang kabel-kabel di bagian sekunder trafo untuk dihubungkan dengan PCB rangkaian catu daya simetris. Misalnya Anda menginginkan keluaran tegangan DC +12 V, CT, dan -12 V. Maka Anda bisa menghubungkan terminal 12, CT, dan 12 pada sekunder trafo.

Gunakan kabel dengan 2 warna berbeda, misalnya warna merah untuk tiap-tiap terminal 12, dan kabel hitam untuk terminal CT.

Menghubungkan kabel dari terminal sekunder trafo ke pcb rangkaian catu daya

Kemudian masing-masing titik tegangan keluaran dari PCB rangkaian catu daya dapat Anda solder dengan kabel yang berbeda warna. Misalnya untuk +12 V dengan kabel merah, CT dengan kabel hitam, dan -12 V dengan kabel biru.

Selanjutnya Anda bisa menyalakan rangkaian catu daya simetris ini dan menguji masing masing tegangan keluaran dengan menggunakan multimeter. Tanpa memberikan beban pada outputnya, biasanya nilai tegangan yang terbaca di multimeter adalah sekitar +15.76 V dan -15.76 V.

Agar lebih memudahkan dalam menghubungkan rangkaian catu daya simetris ini sebagai catu daya dalam pengujian rangkaian elektronika lain, gunakan saja terminal jepit (spring connector). Sehingga Anda tidak perlu sering-sering mensolder atau melepaskan solderan ke rangkaian yang diuji.

Demikianlah panduan dari saya tentang cara membuat rangkaian catu daya simetris. Anda bisa menggunakannya sebagai sumber arus DC untuk rangkaian elektronika yang memerlukan pencatuan tegangan secara simetris.

Simak juga panduan untuk membuat rangkaian catu daya lainnya di website ini, diantaranya:

  • Rangkaian catu daya penyearah arus dengan tegangan tunggal
  • Rangkaian catu daya penyearah arus dengan regulator tetap
  • Rangkaian catu daya penyearah arus dengan regulator variabel
 

Leave a Reply