Sumber Daya Dual ±12 VDC dari 230 VAC – Diagram Rangkaian & Panduan
Rangkaian Sumber Daya Dual 230 VAC ke ±12 VDC
Seperti yang disarankan oleh namanya, rangkaian ini dirancang untuk mengubah tegangan pasokan jaringan sekitar 220V AC menjadi dua tegangan sebesar +12V dan -12V DC. Keistimewaan rangkaian ini adalah, kita akan mendapatkan kedua tegangan tersebut pada waktu yang sama.
Ada beberapa aplikasi tertentu di mana rangkaian memerlukan tegangan positif dan negatif dengan besaran yang sama pada waktu yang sama, di sanalah rangkaian sumber daya dual akan hadir. Ini diperlukan dan sangat penting agar rangkaian dapat berfungsi dan tidak merusak peralatan di mana sumber daya dual diperlukan. Rangkaian sederhana akan menyelesaikan masalah ini, dan di sini dalam laporan ini, kita akan merancang dan membangun rangkaian sumber daya dual.
Proyek Terkait:
- Diagram Rangkaian dan Operasi Saklit Pencahayaan Kamar Mandi Otomatis
- Bel Pintu Otomatis dengan Deteksi Objek Menggunakan Arduino
Diagram Rangkaian Sumber Daya Dual
Sambungkan komponen dengan tepat seperti yang ditunjukkan pada diagram rangkaian di bawah ini untuk kerja yang baik dari rangkaian.
Bahan yang Diperlukan
- Transformator center tapped
- Dioda daya
- Kapasitor
- IC regulator tegangan (IC7812 dan 7912)
- Saklit toggle
- Beban DC atau motor
Proyek Terkait:
- Rangkaian Konverter 12V ke 5V – Konverter Boost dan Buck
- Diagram Rangkaian Saklit 24V Sederhana
Transformator
Ini adalah transformator jaringan pemasang badan umum. Transformator memiliki primari 240V dan secondari center tapped. Transformator bertindak sebagai transformator penurun tegangan mengurangi AC 240V ke DC 12 V.
Transformator adalah perangkat listrik yang digunakan untuk mengatur tegangan AC. Transformator dapat dirancang untuk naik atau turun tegangan sehingga fungsi pengaturan. Kerja transformator sederhana, ada dua gulungan yang ditempatkan dekat satu sama lain.
Karena arus bolak-balik melalui mereka, mereka menghasilkan medan magnet di sekitar mereka. Interaksi induksi saling antara dua gulungan adalah alasan mengapa transfer daya mungkin dalam transformator. Fluks magnet yang bervariasi ini menginduksi gaya elektromotif atau tegangan yang bervariasi pada gulungan sekunder. Salah satu inti yang paling banyak digunakan untuk transformator adalah besi silikon permeabilitas tinggi. Diagram skematis transformator diberikan di bawah ini.
Post Terkait:
- Daftar Ide Proyek Akhir Elektronika
- Ide Proyek Teknik Elektro untuk Mahasiswa Teknik
- Ide Proyek Mini Elektronika Sederhana dan Dasar untuk Pemula
Dioda 1N4007
1N4007 adalah dioda pengubah arah simpulan PN. Dioda jenis ini hanya memungkinkan aliran arus listrik dalam satu arah. 1N4007 memiliki berbagai aplikasi kehidupan nyata, misalnya aplikasi dioda roda bebas, pengubah arah umum untuk sumber daya, invertor, konverter, dll.
| Pinout Dioda 1N4007 |
| No. Pin | Nama Pin | Muatan |
| 1 | Anoda | +Ve |
| 2 | Katoda | -Ve |
Diagram di atas menunjukkan gambar simbolis dan aktual dari 1N4007. Pemahaman tentang setiap komponen dalam rangkaian listrik sangat ditingkatkan ketika karakteristik listrik dari perangkat tersebut diketahui.
| Karakteristik Listrik 1N4007 |
| Parameter | Nilai | Satuan |
| Tegangan maju pada 1,0 A | 1,1 | V |
| Arus kebalik pada 25°C | 5 | uA |
| Kapasitansi total pada 1,0 MHz | 15 | pF |
| Arus kebalik beban penuh maksimum pada 75° | 30 | uA |
| Arus maju rata-rata yang diubah arah | 1 | A |
| Tegangan kebalik repetitif puncak | 1000 | V |
Fitur dioda 1N4007 adalah sebagai berikut:
- Arus kebocoran rendah
- Penurunan tegangan maju rendah
- Kemampuan lonjakan maju tinggi
Proyek Terkait:
- Rangkaian Detektor Kecepatan Mobil – Kerja dan Kode Sumber
- Diagram Rangkaian Penguji Kabel dan Kawat
Dioda ini memiliki banyak aplikasi kehidupan nyata dalam sistem tertanam, beberapa aplikasi utama yang terkait dengan dioda tertentu adalah sebagai berikut:
- Konverter
- Untuk tujuan pengalihan dalam sistem tertanam
- Aplikasi dioda roda bebas
- Invertor
- Pengubah arah daya umum untuk sumber daya
- Untuk menghindari arus kebalik dan melindungi mikrokontroler seperti Arduino atau mikrokontroler PIC.
IC 7812 Regulator Tegangan
Dari dua jenis regulator tegangan, IC 7812 adalah jenis untuk menghasilkan tegangan positif pada output dengan ground umum. IC serupa ada dari keluarga 78**, yaitu 7912, dengan yang kita dapat menghasilkan tegangan negatif dengan ground umum.
Meskipun ada banyak jenis kemasan di mana regulator ini dijual, seperti TO-3, TO-92, dan kemasan permukaan montasi, ini paling umum tersedia dalam varian dengan kemasan TO-220. Ada ambang batas pada nilai input agar IC berfungsi dengan baik.
Tegangan input yang diberikan ke IC sebagai input harus lebih tinggi dari tegangan output yang diperkirakan. Nilai itu harus lebih besar dari 2,5V. Karena ada ambang batas pada tegangan, ada juga ambang batas pada arus, dalam hal ini arus harus sekitar 1 ampere lebih tinggi dari arus output.
Keuntungan IC 7812
- 7812 tidak membutuhkan komponen lain untuk menyeimbangkan atau menyaturasi outputnya.
- Ada fitur yang ada di dalam IC untuk melindunginya dari lonjakan arus tinggi.
- Ada juga pendingin internal yang mencegah IC terlalu panas dan potensial menyesatkan seluruh rangkaian.
Proyek Terkait:
- Sistem Otomasi Rumah Cerdas – Rangkaian dan Kode Sumber
- Pengontrol Suhu Solder
Pinout IC 7812
IC memiliki tiga pin. Pin yang ditunjukkan sebagai ‘in’ adalah input positif ke IC. Pin yang menunjukkan out adalah tempat IC akan menghasilkan output positif. Ada juga pin ketiga yang merupakan umum antara input dan output.
IC 7912 Regulator Tegangan
Berbeda dengan IC 7812, 7912 memiliki fungsi pengaturan untuk membatasi output tegangan ke -12V konstan, bukan +12V. Dari semua regulator tegangan nilai negatif, 7912 adalah yang paling umum. IC 7912 berasal dari serangkaian besar IC regulator tegangan bernama 79**. Karena ini adalah regulator dengan angka 12 di akhir, ini adalah regulator tegangan yang memberikan -12V pada output.
Ada banyak fitur yang mirip dengan IC 7812. Beberapa di antaranya tercantum di bawah ini:
- Tegangan minimum yang dapat diberikan pada input bisa sekitar -14,5 volt.
- Arus puncak yang dapat dilewati sekitar 2 A.
- Arus output rata-rata hingga 1A.
- Mekanisme keamanan internal untuk perlindungan terhadap beban berlebih dan kortslit.
- Mirip dengan 7812, IC 7912 juga hanya tersedia dalam kemasan TO-220.
Diagram skematis IC yang menunjukkan tiga pin-nya diberikan di bawah ini.
Beberapa aplikasi untuk IC ini tercantum di bawah ini.
- Rangkaian yang memerlukan output -12V konstan, juga dapat digunakan sebagai tegangan referensi untuk rangkaian analog dan digital.
- Karena hanya melewati sejumlah arus tertentu pada outputnya, dapat digunakan sebagai pembatas arus untuk aplikasi semacam itu.
- Dapat digunakan dalam kombinasi dengan IC regulator tegangan positif untuk membuat rangkaian sumber daya dual.
- Karena dilengkapi dengan mekanisme inherent untuk menahan masalah tegangan berlebih dan kortslit, dapat digunakan sebagai rangkaian perlindungan pembalikan polaritas output.
Proyek Terkait:
- Rangkaian Mata Elektronik – Menggunakan LDR dan IC 4049 Untuk Kontrol Keamanan
- Rangkaian Lampu Darurat LED Otomatis
Kerja Rangkaian Sumber Daya Dual
Kerja rangkaian sumber daya dual dapat dijelaskan dalam empat langkah:
- Mengubah pasokan jaringan 220V menjadi pasokan AC 12V menggunakan transformator penurun yang sesuai.
Karena input untuk rangkaian kita akan berasal dari pasokan, kita harus terlebih dahulu menurunkan tegangan ke nilai yang cukup dekat dengan output yang kita inginkan. Dalam hal ini, kita telah mempertimbangkan output dari transformator yang akan kita gunakan untuk menurunkan tegangan menjadi sekitar 12 V.
Sisi primari dari transformator center tapped dihubungkan ke jaringan, dan output yang diambil dari sisi lain sekitar 24V. Ini karena; kita menggunakan transformator center tapped dalam hal ini. Sebuah transformator center tapped akan menghasilkan tegangan 24V ketika diukur pada ujung gulungan luar sisi sekunder.
Tetapi setiap terminal ketika diukur terhadap center tap akan menunjukkan tegangan 12V. Dan setiap sisi tap akan menghasilkan tegangan dengan nilai yang sama tetapi polaritas yang berbeda. Jadi dari bagian pertama, kita menghasilkan dua tegangan AC yang sama besarnya yaitu 12V tetapi mereka tertunda satu sama lain sebesar 180 derajat.
- Mengubah AC 12V menjadi DC 12V menggunakan jembatan pengubah arah lengkap.
Dua terminal luar yang menghasilkan 12V dengan polaritas berlawanan disambungkan ke rangkaian jembatan pengubah arah, dalam hal ini jembatan pengubah arah lengkap. Pengubah arah kemudian mengubah tegangan AC menjadi DC. Ini adalah jenis rangkaian konverter yang terdiri dari dioda.
Untuk rangkaian khusus ini, rangkaian sumber daya dual, jembatan dioda terdiri dari dioda yang memiliki rating arus 6A. Dan rating tegangan adalah 400V. Nilai-nilai ini dipilih dengan memperhatikan bahwa input rangkaian akan berasal dari sumber daya.
- Menyaring riak dari output pengubah arah
Secara inherent, rangkaian pengubah arah menghasilkan riak pada output. Output yang memiliki riak ini tidak akan dapat memberikan daya pada rangkaian dengan baik. Jadi, riak harus difilter. Tugas ini dilakukan dengan menggunakan kapasitor, yang berfungsi sebagai filter. Nilai kapasitor yang digunakan dalam rangkaian adalah 2200µF dan rating tegangan 25 V. Ini akan menghasilkan tegangan DC 12 V dengan konten riak yang sangat sedikit.
- Mengatur sumber daya DC 12V
Output dari kapasitor tidak boleh disambungkan ke rangkaian yang harus diberi daya. Itu karena, kapasitor diisi hingga nilai 12 V karena hanya disambungkan ke rangkaian filter. Segera rangkaian lain juga disambungkan, mereka akan berubah sesuai dan tidak memberikan output yang tepat.
Untuk itu kita perlu regulator. Regulator tegangan yang digunakan dalam rangkaian ini adalah 7812 dan 7912. Ini adalah regulator tegangan yang menghasilkan tegangan DC positif dan negatif 12V.
Aplikasi Rangkaian Sumber Daya Dual
- Op-amps membutuhkan dua sumber daya, satu positif dan satu negatif. Rangkaian Op-amps dapat diberi daya menggunakan rangkaian sumber daya dual.
- Saat motor DC digunakan sebagai beban, ia akan berfungsi dengan setiap polaritas selama setengah waktu, untuk mensimulasikan perilaku yang sama, rangkaian sumber daya dual dapat digunakan sebagai gantinya.
