Pengaplikasian Kapasitor sebagai Filter pada Powerbank

Dalam era teknologi modern, kebutuhan akan perangkat pengisian daya portabel seperti power bank semakin meningkat, seiring dengan tingginya penggunaan perangkat elektronik yang mendukung aktivitas sehari-hari. Power bank dirancang untuk menyediakan daya yang stabil dan efisien, sehingga mampu menjaga performa perangkat yang diisi ulang. 

Namun, dalam proses perancangannya, tantangan seperti fluktuasi tegangan, noise, dan efisiensi energi sering kali menjadi hambatan utama. Salah satu solusi yang digunakan untuk mengatasi masalah ini adalah pemanfaatan kapasitor, komponen penting yang mampu menyaring noise, menstabilkan tegangan, dan menyediakan energi sementara

Catu daya (power supply) adalah suatu alat yang dapat mengubah sumber tegangan AC menjadi DC. Catu daya banyak digunakan di laboratorium sebagai sumber tegangan DC untuk percobaan yang menggunakan peralatan elektronik. 

Salah satu komponen utama catu daya adalah filter atau perata, berfungsi menghaluskan atau menghilangkan riak gelombang sinyal output dari rangkaian penyearah. Hal ini mutlak diperlukan agar catu daya DC berfungsi dengan baik. 

Seringkali sulit mendapatkan nilai komponen-komponen dan model rangkaian yang tepat untuk sebuah filter yang baik, mengingat keterbatasan waktu, dan pengetahuan mengenai komponen dan sifat-sifatnya. Adapun tujuan penelitian ini adalah mendapatkan jenis filter yang dapat menghasilkan sinyal DC yang tenang, tanpa riak, stabil, dengan tegangan tertentu.

 Menganalisis pengaruh besarnya kapasitansi dan induktansi serta parameter yang menunjukkan mutu suatu filter, seperti faktor riak. 

Dalam memilih mana filter yang paling tepat digunakan untuk suatu rangkaian elektronik, dibutuhkan nilai kapasitor dan induktor serta rangkaian yang tepat, sehingga mutu sinyal yang dihasilkan benar-benar DC murni tanpa riak gelombang AC yang masih tersisa . Hal ini membutuhkan waktu, tenaga, analisis dan dana.

 

Dalam berbagai rangkaian elektronika Kapasitor merupakan salah satu komponen elektronika yang sering digunakan. Kapasitor digunakan sebagai penyimpan muatan listrik dan dapat digunakan untuk memfilter sinyal elektronik. Seperti halnya komponen elektronika lainnya, kapasitor juga mempunyai besaran atau nilai tertentu yang menunjukkan ukuran atau kemampuan dari kapasitor tersebut. Besaran pada kapasitor disebut dengan kapasitansi. 

Kapasitansi dari sebuah kapasitor menunjukkan kemampuan dari kapasitor untuk menyimpan muatan listrik. 

Untuk mengetahui besarnya nilai kapasitansi dari suatu kapasitor, biasanya dapat dilihat langsung pada label kemasannya, namun terkadang nilai kapasitansi yang tercantum pada kemasan kapasitor bukanlah nilai kapasitansi yang sebenarnya, melainkan range nilai kapasitansi dengan toleransi tertentu. Dalam rangkaian RC, kapasitor dan resistor digunakan untuk membuat filter sinyal. 

Ketika sinyal listrik melewati kapasitor, kapasitor mengizinkan frekuensi yang lebih tinggi dari sinyal listrik melewati dan memblokir frekuensi yang lebih rendah. Kapasitor filter umumnya digunakan dalam aplikasi audio dan elektronik untuk menyaring kebisingan dan menghilangkan frekuensi yang tidak diinginkan dari sinyal listrik (Fadliondi dkk., 2018).

Bila kapasitor dan induktor dialiri arus atau diberi tegangan akan memberikan reaksi. Reaksi ini mirip dengan reaktansi atau hambatan dari suatu tahanan dengan satuan yang sama yaitu ohm (). 

Besarnya reaktansi tersebut tergantung dari nilai kapasitor dan induktor serta frekuensi dari arus atau tegangan yang diberikan. setiap perubahan arus, sehingga terjadi DC yang cukup halus melalui beban. Kapasitor keluaran (C2) cenderung menjaga agar tegangan pada beban tetap konstan. Konstanta waktu RL.C. 

Filter kapasitif menggunakan kapasitor sebagai komponen filter untuk tegangan riak, yang terdiri dari tegangan bolak-balik yang masih lolos oleh penyearah. 

Pada tegangan DC (f = 0 Hz), reaktansi kapasitor menjadi sangat besar (tak hingga) sehingga tidak ada arus yang melewatinya. Kapasitor dilewati komponen AC dengan mudah karena XC (reaktansi kapasitif) sangat rendah dari pada resistansi beban RL sehingga arus bolak-balik akan "memilih" melewati kapasitor dari pada RL (kapasitor dirangkai paralel dengan resistor beban). 

Berdasarkan hasil penelitian (tabel 2) terhadap filter kapasitif jenis 2, terlihat bahwa penambahan nilai kapasitansi, menyebabkan tegangan DC yang dihasilkan (VL) semakin besar, faktor riak semakin kecil, dan sinyal yang dihasilkan semakin stabil. 

Makin besar kapasitansinya, makin besar muatan listrik yang dapat disimpan oleh kapasitor. Muatan kapasitor akan terisi sampai nilai tegangan puncak dari sinyal input AC, pada saat melewati tegangan puncak positif sedikit saja, kapasitor akan mulai membuang muatannya selama setengah siklus tidak mengisi secara linear dan perlahan-lahan, sampai pada siklus pengisian berikutnya. 

Berdasarkan sifat-sifat kapasitor tersebut, pulsapulsa yang dihasilkan oleh penyearah, dapat ditapis sehingga pada output rangkaian ini dihasilkan tegangan searah yang konstan, tanpa riak dan stabil.

Jadi bisa diartikan kapasitor sangat dibutuhkan dalam sebuah rangkaian elektronika untuk mempermudah kita dalam kehidupan sehari hari