BEBAN ELEKTRONIK UNTUK PENGUJIAN REGULASI CATU DAYA

oleh

Mamo Monica Ratu Udju

NIM : 612012703

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Juli 2015

BEBAN ELEKTRONIK UNTUK PENGUJIAN REGULASI CATU DAYA

oleh

Mamo Monica Ratu Udju

NIM : 612012703

Skripsi ini telah diterima dan disahkan

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

dalam

Konsentrasi Teknik Elektronika

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Disahkan oleh :

Pembimbing I Pembimbing II

F. Dalu Setiaji., M.T. Deddy Susilo, M.Eng.

Tgl : ................................... Tgl : ............................

PENYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya yang bertanda tangan dibawah ini :

NAMA : Mamo Monica Ratu Udju

NIM : 6120012703

JUDUL SKRIPSI : Beban Elektronik Untuk Pengujian Regulasi Catu Daya

Menyatakan bahwa skripsi tersebut bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan

unsur plagiat didalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun

sesuai aturan yang berlaku.

Salatiga, 2 September 2015

Mamo Monica Ratu Udju

INTISARI

Catu daya merupakan piranti elektronika yang dirancang untuk memberikan

daya pada piranti elektronika lainnya.Saat merakit sebuah catu daya, diperlukan satu

cara untuk mengetahui apakah catu daya tersebut dapat bekerja sesuai dengan kondisi

kerja normalnya atau sesuai yang dirancang. Catu daya perlu diuji dengan sesuatu yang

dapat mensimulasi sebuah beban. Karena itu pada tugas akhir ini dirancang sebuah

beban elektronik yang dapat digunakan untuk menguji catu daya. Salah satunya adalah

pengujian terhadap regulasi tegangan dari catu daya, yaitu berapa perubahan tegangan

output ketika perubahan arus beban dari minimal ke maximal.

Pengujian alat telah dilakukan pada GW Laboratory DC Power Supply model

GPR-3030, dengan spesifikasi tegangan maksimum 30 volt dan arus 3 ampere. Hasil

pengujian menunjukan bahwa beban elektronik dapat menarik arus bervariasi dari 0.1

sampai 3 ampere pada tegangan 30 volt.

ABSTRACT

Power supply is an electronic device designed to provide power to other

electronic devices. When assembling a power supply, needed a way to determine

whether the power supply can work according with its normal working conditions or as

designed. Power supply needs to be tested with something that can simulate a load.

Therefore in this thesis designed an electronic load that can be used to test the power

supply. One is the testing of the voltage regulation of the power supply, ie how changes

in the output voltage when the load current changes from minimum to maximum.

Tests have been conducted on the GW apparatus Laboratory DC Power Supply

GPR-3030 models, with maximum voltage specification of 30 volts and current of 3

amperes. The test results showed that the electronic load can draw current from 0.1 to 3

amperes at a maximum voltage of 30 volts.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat

dan anugerah yang telah diberikan-Nya pada penulis. Sehingga penulis dapat

menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan

studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.

Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terimakasih kepada

berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini :

1. Tuhan Yesus Kristus atas kasih karunia dan penyertaan yang diberikan-Nya

sehingga penulis bisa mengerjakan dan menyelesaikan skripsi dengan baik

2. Keluarga penulis bapak Ruben Ratu Udju, mama Upik, K olly, adek riu, dan

saudara-saudara saya yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Terimakasih

atas semangat dan motivasinya secara langsung maupun tidak langsung,

dukungan dari kalian selalu membuatku bersemangat mengerjakan skripsi

ini.

3. Bapak F. Dalu Setiajji., M.T. dan Deddy Susilo, M.Eng selaku pembimbing I

dan pembimbing II. Terimakasih atas arahan, bimbingan dan pengajarannya

sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Vera,

Mbak Dita, Pak Budi, Pak Harto, Pak Bambang serta Mas hari.

5. My beloved Ostap Lamaliwa yang selalu ada dalam susah senang, selalu

memberi semangat dan mendoakan dalam kondisi apapun.

6. DK, Krisna, Ivan, Jembling, Wikan, Grace, Yuli dan yang lainnya yang

selalu ada menemani hari-hari di lab skripsi.

7. Teman-teman seangkatan 2004 yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

8. Priska, clau, Gloria, oma nia, kiki, dan teman-teman kost putri sion yang

selalu ada dalam kondisi susah, senang, sedih, dan bahagia.

9. Dan berbagai pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih buat

semuanya.

Sebagai kalimat penutup, penulis mengharapkan skripsi ini dapat member

manfaat yang krusial bagi pihak yang membacanya. Karena kekurangan dan

keterbatasan yang penulis miliki menjadikan skripsi ini jauh dari sempurna. Maka dari

itu kritik dan saran yang membangun akan saya terima dengan besar hati

Salatiga, 1 Juli 2015

Penulis

Mamo Monica Ratu Udju

DAFTAR ISI

INTISARI . ............................................................................................. ……… i

INTISARI . ............................................................................................ ……… ii

KATA PENGANTAR .................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ................................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................... ……viii

BAB I PENDAHULUAN …………………………………………………… 1

1.1.Latar belakang ……………………………………………………. 1

1.2.Tujuan………………………………………………....……………2

1.3.Spesifikasi sistem ………………………………………………… 2

1.4.Sistematika penulisan ………………………………… ………2

BAB II DASAR TEORI ………………………………………… ………3

2.1. MOSFET ………………………………………………… ………3

2.2. Operational Amplifier (Penguat Operasional)……………… …….5

2.2.1. Non-Inverting Amplifier……………………………… ……6

2.2.1.1. Op-Amp sebagai Voltage Follower…… ………....7

2.3. Mikrokontroler ATMega32………………………………………. 8

2.4. Sensor Suhu LM35……………………………………………… 10

2.5.Hall Effect Sensor ………………………………………………. 11

2.6.Digital to Analog Converter menggungakan Pulse Width

Modulation................................................................................... 12

BAB III PERANCANGAN ALAT……………………………………………14

3.1. Gambaran sistem ………..……………………………………. 14

3.2. Perancangan Perangkat Keras …...……………………………... 15

3.2.1. Modul Active Lload..............................................................15

3.2.2. Modul Mikrokontroler……………………………....……..17

3.2.3. Keypad………………………………………………....…..18

3.2.4. Modul penampil LCD………………………………......….19

3.2.4. PWM – DAC………………………………....…………....20

3.3. Perancangan Perangkat Lunak…………………………….....……21

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA……………………....……………….24

4.1. Pengujian Modul mikrokontroler…………………….....………....24

4.1.1. Pengujian PWM-DAC……………………….....…………..24

4.1.2. Pengujian sensor suhu………………………………......…..25

4.2. Pengujian Modul active load…………………………………........28

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN…………………………….....……….31

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………….....…32

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Simbol MOSFET enhancement tipe n dan tipe p ........................................ 3

Gambar 2.2. Karakteristik MOSFET ................................................................................ 4

Gambar 2.3. Model internal op-amp ................................................................................. 5

Gambar 2.4.Rangkaian penguat non-inverting ................................................................. 6

Gambar 2.5.Rangkaian voltage follower .......................................................................... 7

Gambar 2.6.Konfigurasi pin ATMega32 .......................................................................... 9

Gambar 2.7.Sensor suhu LM35 ...................................................................................... 10

Gambar 2.8. Cara kerja sensor efek hall ……………………………………………… 11

Gambar 2.9. Sinyal PWM ............................................................................................... 13

Gambar 3.1. Blok Diagram alat ..................................................................................... 14

Gambar 3.2. Rangkaian active load ................................................................................ 15

Gambar 3.3. Skema modul mikrokontroler .................................................................... 17

Gambar 3.4. Skema keypad 4x4 ..................................................................................... 18

Gambar 3.5. LCD karakter 16x2 .................................................................................... 19

Gambar 3.6. Blok PWM DAC ........................................................................................ 20

Gambar 3.7. Diagram alir mikrokontroler ...................................................................... 22

Gambar 4.1. Grafik tegangan PWM-DAC yang terukur terhadap tegangan PWM-DAC

yang dihitung ………………………………………………………………………….25

Gambar 4.2. Grafik suhu terhadap tegangan LM35 ....................................................... 26

Gambar 4.3. Grafik pengukuran suhu active load .......................................................... 27

Gambar 4.4. Pengujian beban elektronik ........................................................................ 28

Gambar 4.5.Grafik pengujian modul active load pertamasaat ID divariasi .................... 29

Gambar 4.6. Grafik %regulasi terhadap VPSU ................................................................. 30

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Tabel kofigurasi pin ATMega32. .............................................................. 17

Tabel 3.2. Tabel konfigurasi pin keypad ........................................................................ 18

Tabel 3.3. Tabel konfigurasi pin LCD16x2 .................................................................... 19

Tabel 4.1.Tabel pengujian PWM-DAC .......................................................................... 23

Tabel 4.2. Hasil pengujian LM35 ................................................................................... 24

Tabel 4.3. Pengukuran suhu pada active load saat Id = 1 ampere .................................. 25

Tabel 4.4. Pengukuran suhu pada active load saat Id = 3 ampere .................................. 26

Tabel 4.5. Tabel pengujian modul active loadpertama saat ID divariasi e ...................... 27

Tabel 4.6. Regulasi beban power supply yang diuji ....................................................... 28

Tabel 4.7. Disipasi daya pada MOSFET ........................................................................ 30