dummy load untuk beban 450 watt - repository.usd.ac.id · memberikan rahmat-nya sehingga penulis...

i

TUGAS AKHIR

DUMMY LOAD UNTUK BEBAN 450 WATT

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

PERNANDES

NIM: 075114025

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2012

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

DUMMY LOAD FOR 450 WATT LOAD

Presented as Partial Fullfillment of Requirements

To Obtain the SarjanaTeknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

PERNANDES

NIM: 075114025

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2012


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO:

Dia yang tahu, tidak bicara. Dia yang bicara, tidak tahu.

Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk..... Yesus Kristus Pembimbingku yang setia,

Keluargaku tercinta, Teman-teman seperjuanganku,

Dan semua orang yang mengasihiku

Terima Kasih untuk semuanya......


viii

INTISARI Di Indonesia energi listrik sudah menjadi kebutuhan pokok. Peningkatan

kebutuhan energi listrik harus didukung oleh tersedianya pembangkit energi listrik yang harus memenuhi kebutuhan tersebut. Masalah lain adalah kestabilan tegangan jala-jala listrik yang dikirim ke konsumen. Sistem pengatur beban dalam distribusi energi listrik sangat diperlukan untuk menstabilkan daya yang dihasilkan oleh pembangkit dengan daya yang dipakai konsumen.

Sistem pengaturan beban dalam distribusi energi listrik pada tugas akhir ini dengan menjaga daya keluaran pada pembangkit selalu berada pada daerah kerja yang diperbolehkan dengan mengontrol beban dummy. Sistem ini berbasis mikrokontroler dan menggunakan sensor arus untuk mengetahui besar daya terpakai. Jika terdapat masukan beban pada beban terpakai, sistem akan mengontrol arus pada beban dummy, agar jumlah daya pada sistem tetap atau stabil.

Sistem pengontrolan beban dummy ini menggunakan sensor arus ACS712 yang secara keseluruhan sudah dapat bekerja, namun tingkat akurasinya masih kurang tepat. Penampil hasil pengukuran arus beban dummy, arus beban terpakai, daya beban dummy dan daya beban terpakai belum mampu menampilkan data-data sesuai dengan perancangan. Sistem pengontrolan arus beban dummy hanya menstabilkan daya 450 watt, sehingga masih dapat dikembangkan untuk daya yang lebih besar.

Kata kunci: Beban Dummy, Beban Terpakai, Sensor Arus CS712.


ix

ABSTRACT Electrical energy in Indonesia has become a staple. Improved electrical energy

needs to be supported by the availability of electrical energy generation to meet those needs. Another problem is the stability of the grid voltage is delivered to consumers. Load control systems in the distribution of electrical energy is needed to stabilize the power generated by power plants used by consumers.

Load control system in electrical energy distribution at the end of this task by keeping the power output at the plant has always been allowed in the work area by controlling the dummy load. Microcontroller-based system and uses sensors to determine the flow of power used. If there are unused input load on the load, the system will control the current in the dummy load, so that the amount of power on the system fixed or stable.

This dummy load control system using the ACS712 current sensor as a whole has been able to work, but the level of accuracy is still not quite right. Viewer dummy load current measurement results, the load current used, the dummy load and power load used has been unable to display data in accordance with the design. Dummy load current control system to stabilize only 450 watts of power, so it still can be developed for greater power.

keyword: Dummy load, Load Used, ACS712 Current Sensor.


x

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah

memberikan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan

baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orangtuaku, kakak dan adik atas dukungan, doa, cinta, perhatian, darah dan

keringat yang tiada henti.

2. Paulina Heruningsih Prima Rosa, M.Sc., Dekan Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. B. Wuri Harini, S.T., M.T., Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

4. Wiwien Widyastuti, S.T., M.T., dosen pembimbing akademik yang telah

mendampingi dan membimbing penulis selama studi.

5. Martanto, S.T., M.T., dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan

ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan

skripsi ini.

6. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T. dan Pius Yozy Merucahyo, S.T., M.T., dosen

penguji yang telah memberikan masukan, bimbingan, saran dalam merevisi skripsi

ini.

7. Bapak/ Ibu dosen yang telah mengajarkan banyak hal selama penulis menempuh

pendidikan di Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Sanata Dharma.

8. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.

9. Rico, Dodi Hermanto, Yohannes, Gerry Wermena yang telah memberikan uang

cuma-cuma dan dukungan.

10. Bang Agus, “juru kunci Kos Tassura 70” yang memberikan pengalaman, arti dan

makna dalam kehidupan.

11. Andi Malinton Tambunan, Ronitua Sipayung dan Yohanes Besu yang memberikan

pinjaman motor, laptop, uang dan dukungan.

12. Yonathan Abi dan Joelius Kierby yang membantu dan menemani bermalam di Lab.

TA dalam pengerjaan tugas akhir ini.


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP............................. vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...................................... vii

INTISARI .................................................................................................................... viii

ABSTRACT ................................................................................................................ ix

KATA PENGANTAR ............................................................................................. x

DAFTAR ISI .............................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2. Tujuan dan Manfaat .......................................................................................... 2

1.3. Batasan Masalah ............................................................................................... 2

1.4. Metodologi Penelitian ...................................................................................... 2

BAB II DASAR TEORI

2.1. Mikrokontroler AVR ........................................................................................ 4

2.1.1. Kontruksi ATmega8535 ...................................................................... 4

2.1.2. Reset dan Osilator Eksternal ............................................................... 7

2.1.3. Timer/Counter0 ................................................................................... 7

2.1.3.1. Register Pengendali Timer0 .................................................... 8

2.1.3.2. Fast PWM (Pulse Width Modulation) ..................................... 11

2.1.4 ADC (Analog to Digital Converter) ................................................... 13

2.1.4.1. Mode Operasi .......................................................................... 14


xiii

2.1.4.2. Register Pengendali ADC ....................................................... 14

2.2. Sensor Arus ACS712 ........................................................................................ 17

2.3 Pengontrol Tegangan AC ................................................................................. 19

2.3.1. Prinsip Kontrol Fasa ............................................................................ 20

2.3.2. Prinsip Kontrol Fasa Beban Resistif ................................................... 21

2.4. TRIAC .............................................................................................................. 23

2.5. Penyulut TRIAC ............................................................................................... 25

2.6. Metode Zero Crossing Detection ..................................................................... 26

2.7. Penguat Diferensial .......................................................................................... 27

2.8. Hukum Ohm ..................................................................................................... 28

2.9. Hukum Kirchoff ................................................................................................ 29

BAB III PERANCANGAN

3.1. Diagram Blok Rangkaian ................................................................................. 30

3.2. Perancangan Perangkat Keras .......................................................................... 32

3.2.1. Perancangan Rangkaian Sensor Arus .................................................. 32

3.2.2. Perancangan Rangkaian Pengondisi Sinyal ........................................ 34

3.2.3. Perancangan Rangkaian Zero Crossing Detector ............................... 35

3.2.4. Perancangan Rangkaian Driver TRIAC .............................................. 36

3.2.5. Perancangan Rangkaian TRIAC ......................................................... 37

3.2.6. Perancangan Rangkaian Beban Dummy .............................................. 37

3.2.7. Perancangan Rangkaian Mikrokontroler ............................................. 39

3.2.7.1. Reset Eksternal ........................................................................ 40

3.2.7.2. Osilator .................................................................................... 40

3.2.8. Perancangan Rangkaian Catu Daya .................................................... 41

3.2.9. Perancangan Rangkaian Penampil ...................................................... 42

3.2.9.1. Rangkaian Indikator LED ....................................................... 42

3.2.9.2. Rangkaian LCD ....................................................................... 42

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ......................................................................... 43

3.3.1. Flowchart Utama ................................................................................ 43

3.3.2. Flowchart Pemicu Sudut ..................................................................... 44

3.3.3. Flowchart Zero Crossing Detector ...................................................... 46

3.3.4. Flowchart Timer2 ............................................................................... 46

3.3.5. Flowchart LCD ................................................................................... 47


xiv

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Implementasi alat ..................................................................................... 48

4.2. Proses Pengambilan Data .................................................................................. 49

4.3. Hasil Penelitian dan Pembahasan ...................................................................... 50

4.3.1. Pengujian Sub Sistem .......................................................................... 51

4.3.1.1. Rangkaian Regulator Tegangan .............................................. 51

4.3.1.2. Rangkaian Zero Crossing Detector ......................................... 52

4.3.1.3. Rangkaian Sistem Minimum Atmega8535 ............................. 54

4.3.1.4. Rangkaian Driver TRIAC ....................................................... 55

4.3.1.5. Rangkaian Sensor Tegangan ................................................... 56

4.3.1.6. Rangkaian sensor Arus ............................................................ 57

4.3.1.7. Rangkaian Pengondisi Sinyal Sensor Arus ............................. 58

4.3.2 Pengujian Sistem Keseluruhan ............................................................ 60

4.3.2.1. Pengujian Daya Beban Terpakai Nol ...................................... 62

4.3.2.2. Pengujian Daya Beban Terpakai 60 watt ................................ 62

4.3.2.3. Pengujian Daya Beban Terpakai 100 watt .............................. 63








BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ....................................................................................................... 69

5.2. Saran ................................................................................................................. 69

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 70

LAMPIRAN ............................................................................................................... 72


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Blok model perancangan.......................................................................... 3

Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATmega8535 ................................................................. 5

Gambar 2.2. Rangkaian reset ........................................................................................ 7

Gambar 2.3. Pulsa PWM .............................................................................................. 11

Gambar 2.4. Pulsa fast PWM........................................................................................ 12

Gambar 2.5. Sensor arus ACS712 ................................................................................ 18

Gambar 2.6. Port in dan Port out ACS712 .................................................................. 19

Gambar 2.7. Prinsip kerja kontrol on-off ...................................................................... 20

Gambar 2.8. Prinsip dasar kontrol fasa ......................................................................... 21

Gambar 2.9. Pengontrol gelombang penuh satu fasa dengan katoda .......................... 23

Gambar 2.10. Pengontrol gelombang penuh satu fasa menggunakan satu thyristor ...... 23

Gambar 2.11. TRIAC : a. Rangkaian ekuivalen b. Simbol rangkaian ............................ 23

Gambar 2.12. Karakteristik TRIAC ................................................................................ 24

Gambar 2.13. Rangkaian penyulut thyristor menggunakan transformator isolasi ......... 25

Gambar 2.14. Rangkaian proteksi gerbang ..................................................................... 26

Gambar 2.15. IC komparator 339 ................................................................................... 27

Gambar 2.16. Rangkaian zero crossing detector dengan komparator ............................ 27

Gambar 2.17. rangkaian penguat diferensial .................................................................. 28

Gambar 2.18. Rangkaian arus ......................................................................................... 28

Gambar 2.19. Skema arus Kirchoff ................................................................................. 29

Gambar 3.1. Interupt timer2 saat tunda picu beban dummy ......................................... 31

Gambar 3.2. Diagram blok rancangan .......................................................................... 32

Gambar 3.3. Rangkaian sensor arus ACS712 ............................................................... 33

Gambar 3.4. Rangkaian pengondisi sinyal ................................................................... 35

Gambar 3.5. Rangkaian zero crossing detector ............................................................ 35

Gambar 3.6. Rangkaian driver TRIAC ......................................................................... 36

Gambar 3.7. Rangkaian TRIAC ................................................................................... 37

Gambar 3.8. Rangkaian beban dummy ......................................................................... 37

Gambar 3.9. Rangkaian mikrokontroler ....................................................................... 39

Gambar 3.10. Rangkaian reset eksternal ........................................................................ 40


xvi

Gambar 3.11. Rangkaian osilator eksternal .................................................................... 40

Gambar 3.12. Rangkaian catu daya ................................................................................ 41

Gambar 3.13. Rangkaian LED ........................................................................................ 42

Gambar 3.14. Rangkaian LCD ....................................................................................... 42

Gambar 3.15. Alur program utama ................................................................................. 43

Gambar 3.16. Alur program pemicu sudut ..................................................................... 44

Gambar 3.17. Alur program zero crossing detector ....................................................... 46

Gambar 3.18. Alur program timer2 ................................................................................ 46

Gambar 3.19. Alur program LCD ................................................................................... 47

Gambar 4.1. Bentuk fisik alat tampak samping ............................................................ 48

Gambar 4.2. Bentuk fisik alat tampak atas ................................................................... 48

Gambar 4.3. Multimeter digital .................................................................................... 50

Gambar 4.4. Trafo step down........................................................................................ 50

Gambar 4.5. Osiloskop digital ...................................................................................... 50

Gambar 4.6. Rangkaian regulator tegangan .................................................................. 51

Gambar 4.7. Rangkaian zero crossing detector ............................................................ 53

Gambar 4.8. Sinyal input zero crossing detector.......................................................... 53

Gambar 4.9. Sinyal output zero crossing detector........................................................ 54

Gambar 4.10. Rangkaian sistem minimum Atmega8535 ............................................... 54

Gambar 4.11. Hasil pengujian sistem minimum dengan modul LED ............................ 55

Gambar 4.12. Rangkaian driver TRIAC ......................................................................... 55

Gambar 4.13. Gelombang keluaran driver TRIAC ........................................................ 56

Gambar 4.14. Pulsa trigger mikrokontroler.................................................................... 56

Gambar 4.15. Rangkaian sensor tegangan ...................................................................... 57

Gambar 4.16. Rangkaian skematik sensor tegangan ...................................................... 57

Gambar 4.17. Rangkaian sensor arus ACS712 tampak bawah....................................... 58

Gambar 4.18. Rangkaian sensor arus ACS712 tampak atas ........................................... 58

Gambar 4.19. Rangkaian pengondisi sinyal sensor arus ................................................ 59

Gambar 4.20. Gelombang listrik daya beban pada pengujian daya beban terpakai nol .

.................................................................................................................. 62

Gambar 4.21. Gelombang listrik daya beban dummy pada pengujian daya beban 60 watt

.................................................................................................................. 63


xvii


.................................................................................................................. 63


.................................................................................................................. 64


.................................................................................................................. 65


.................................................................................................................. 65


.................................................................................................................. 66


.................................................................................................................. 67


.................................................................................................................. 67


.................................................................................................................. 68


xviii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Fungsi khusus port B ............................................................................... 5

Tabel 2.2. Fungsi khusus port C ............................................................................... 6

Tabel 2.3. Fungsi khusus port D ............................................................................... 6

Tabel 2.4. Prescaler timer/counter0 .......................................................................... 7

Tabel 2.5. Register TCCR0 ....................................................................................... 8

Tabel 2.6. Prescaler timer/counter0 ......................................................................... 8

Tabel 2.7. Mode operasi ............................................................................................ 9

Tabel 2.8. Mode Normal dan CTC ........................................................................... 9

Tabel 2.9. Mode Fast PWM...................................................................................... 9

Tabel 2.10. Mode Phase Correct PWM ..................................................................... 9

Tabel 2.11. Register TCNT0 ....................................................................................... 10

Tabel 2.12. Register OCR0 ......................................................................................... 10

Tabel 2.13. Register TIMSK ....................................................................................... 10

Tabel 2.14. Register TIFR........................................................................................... 11

Tabel 2.15. Register ADMUX .................................................................................... 14

Tabel 2.16. Pemilihan tegangan referensi ................................................................... 15

Tabel 2.17. Pemilihan pin input ADC......................................................................... 15

Tabel 2.18. Register ADCSRA ................................................................................... 15

Tabel 2.19. ADC prescaler ......................................................................................... 16

Tabel 2.20. Register Data ADC, ADLAR=0 .............................................................. 17

Tabel 2.21. Register Data ADC, ADLAR=1 .............................................................. 17

Tabel 3.1. Tegangan output sensor terhadap arus yang diukur ................................. 33

Tabel 3.2. Tegangan output sensor terhadap tegangan output pengondisi sinyal ..... 34

Tabel 4.1. Output tegangan dari rangkaian regulator -5 volt, 5 volt dan 12 volt ..... 52

Tabel 4.2. Tegangan pada rangkaian sensor tegangan .............................................. 57

Tabel 4.3. Perbandingan tegangan AC dan tegangan sensor tegangan ..................... 57

Tabel 4.4. Tegangan output ACS712 saat dialiri arus .............................................. 58

Tabel 4.5. Tegangan output pengondisi sinyal terhadap input dari sensor arus ....... 59

Tabel 4.6. Data pengukuran manual sistem keseluruhan .......................................... 61


xix

Tabel 4.7. Data sistem keseluruhan oleh mikrokontroler ......................................... 60


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di era globalisasi ini kebutuhan akan energi listrik merupakan kebutuhan yang

sangat penting. Tidak hanya di negara-negara maju, di negara-negara berkembang seperti

Indonesia pun energi listrik sudah menjadi kebutuhan pokok. Peningkatan kebutuhan

energi listrik harus didukung oleh tersedianya pembangkit energi listrik yang harus

memenuhi kebutuhan tersebut. Kondisi kelistrikan saat ini untuk sistem tenaga listrik Jawa,

Madura, dan Bali memiliki beban puncak 17000 MW dengan daya netto pembangkitan

21300 MW, sedangkan kondisi kelistrikan di luar pulau Jawa terjadi defisit daya listrik di

beberapa wilayah di Indonesia[1]. Permasalahan tersebut diakibatkan ketidakseimbangan

antara penyedian energi dan permintaan konsumen energi listrik. Masalah lain adalah

kestabilan tegangan jala-jala listrik yang dikirim ke konsumen[2]. Salah satu solusinya

adalah menambah pengaturan beban dalam distribusi energi listriknya[2]. Pengaturan

beban ini berfungsi sebagai penstabil daya yang dihasilkan oleh pembangkit dengan daya

yang dipakai konsumen.

Berdasarkan hal di atas, penulis ingin membuat suatu sistem yang menjaga daya

keluaran pada pembangkit selalu berada pada daerah kerja yang diperbolehkan dengan

mengontrol beban dummy. Beberapa peneliti telah membahas tentang pengatur beban ini

dengan melibatkan mikrokontroler sebagai pengendali utamanya[2]. Secara umum sistem

ini berbasis mikrokontroler dan menggunakan sensor arus untuk mengetahui besar daya

terpakai. Saat beban dummy pada kondisi daya maksimum, maka beban terpakai pada

kondisi nol, sebaliknya jika beban terpakai sejumlah daya tertentu maka daya pada beban

dummy adalah selisih antara daya beban dummy pada kondisi maksimum dengan daya

beban terpakai.

Sistem yang akan dibuat akan bekerja apabila daya pada sistem (beban dummy dan

beban terpakai) tetap stabil walaupun besar beban terpakai diubah-ubah, sekalipun besar

beban terpakai nol.


2

1.2 Tujuan dan Manfaat

Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan suatu alat yang dapat menstabilkan daya

beban pada sistem dengan beban semu sebagai pengganti beban aslinya saat beban aslinya

tidak ada.

Manfaat dari penelitian ini adalah untuk mengurangi kerusakan pada peralatan

elektronik yang terhubung pada pembangkit.

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

a. Dummy load untuk beban maksimum 450 watt

b. Menggunakan sensor arus dalam mengecek beban dummy

c. Beban dummy berupa resistor

d. Pengaturan sistem menggunakan mikrokontroler keluarga AVR ATMega 8535

1.4 Metodologi Penelitian

Penulisan ini menggunakan metode:

a. Bahan-bahan refrensi berupa website, buku-buku dan jurnal-jurnal

b. Perancangan sub sistem berupa hardware dan software. Pada tahap ini bertujuan

mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan

mempertimbangkan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan

yang telah ditentukan.

c. Pembuatan subsistem hardware dan software. Berdasarkan Gambar 1.1,

rangkaian akan bekerja apabila pada beban terpakai terdeteksi beban, maka

sensor arus melalui mikrokontroler akan mendeteksi besarnya arus pada beban

terpakai. Besar nilai arus yang terdapat pada beban terpakai, akan menjadi

masukan (input) pada mikrokontroler. Selanjutnya mikrokontroler akan

mengolah masukan (input) tersebut untuk mengontrol besarnya arus pada beban

dummy melalui driver, agar besarnya nilai daya pada sistem tetap terjaga

kestabilannya.


3

Gambar 1.1. Blok model perancangan

d. Proses pengambilan data disertai gambar-gambar gelombang listrik. Teknik

pengambilan data dengan cara mengubah-ubah daya pada beban terpakai.

Setelah itu, dilakukan pengukuran nilai arus, tegangan dan daya pada beban

dummy. Setiap perubahan daya pada beban terpakai, akan dilakukan

pengukuran tegangan dan arus pada beban dummy.

e. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Analisa data dilakukan dengan

membandingkan data hasil percobaan dengan perhitungan teori dan

spesifikasi yang telah ditentukan terlebih dahulu. Penyimpulan hasil

percobaan dapat dilakukan dengan menghitung presentase error yang terjadi.

Pembangkit Driver Beban

dummy

Beban terpakai

Control

uP

Sensor

arus

Sensor

arus

Pengondisi sinyal

Pengondisi sinyal


4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor yang di dalamnya sudah

terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock dan peralatan internal lainya yang sudah saling

terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas

dalam satu chip yang siap pakai[3]. Sehingga pengguna tinggal memprogram isi ROM

sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya.

2.1.1 Konstruksi ATmega8535

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori flash, memori

data dan memori EEPROM [3]. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.

a. Memori flash

ATmega8535 memiliki kapasitas memori flash sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari

alamat 0000h-0FFFh, masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori

program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program

aplikasi.

b. Memori data

ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3

bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32

byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari

memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O

(menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data

SRAM.

c. Memori EEPROM

ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori

program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan

menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM

Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini

diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih

lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM.


5

Gambar 2.1. Konfigurasi pin ATMega8535 [3]

Konfigurasi pin ATmega8535 dapat dilihat pada Gambar 2.1. Dari gambar dapat

dijelaskan fungsi dari masing-masing pin Atmega8535 sebagai berikut [3]:

a. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

b. GND merukan pin Ground.

c. Port A (PortA0…PortA7) merupakan pin input/output dua arah dan pin masukan

ADC.

d. Port B (PortB0…PortB7) merupakan pin input/output dua arah dan dan pin fungsi

khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B [3]

Pin Fungsi Khusus

PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)

PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)

PB4 SS (SPI Slave Select Input)

PB3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

PB2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)

INT2 (External Interrupt 2 Input)

PB1 T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)

PB0 T0 T1 (Timer/Counter External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output)


6

e. Port C (PortC0…PortC7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi

khusus, seperti dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C [3]

Pin Fungsi khusus

PC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)

PC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)

PC5 Input/Output

PC4 Input/Output

PC3 Input/Output

PC2 Input/Output

PC1 SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line)

PC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)

f. Port D (PortD0…PortD7) merupakan pin input/output dua arah dan pin fungsi

khusus, seperti yang terlihat pada Tabel 2.3.

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D [3]

Pin Fungsi khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)

PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)

PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output)

PD3 INT1 (External Interrupt1Input)

PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)

PD1 TXD (USART Output Pin)

PD0 RXD (USART Input Pin)

g. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

h. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal.

i. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.

j. AREFF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.


7

2.1.2 Reset dan Osilator Eksternal

Chip akan reset jika tegangan catu nol atau pin RST dipaksa 0[4]. Jika membutuhkan

tombol reset, dapat ditambah dengan rangkaian reset seperti pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Rangkaian Reset [4]

Tabel 2.4. Prescaler timer/counter0 [4]

Tabel 2.4 menunjukkan tegangan dan frekuensi kerja pada mikroprosesor Atmega.

Tegangan kerja chip tipe L dapat beroperasi 2,7-5,5V.

2.1.3 Timer/Counter 0

Timer/counter 0 adalah sebuah timer/counter yang dapat mencacah sumber

pulsa/clock baik dari dalam chip (timer) ataupun dari luar chip (counter) dengan kapasitas

8-bit atau 256 cacahan [4].

Dapat digunakan untuk :

a. Timer/counter biasa

b. Clear Timer on Compare Match (selain Atmega8)

c. Generator frekuensi (selain Atmega8)

d. Counter pulsa eksternal.

Mempunyai hingga 10-bit (1024) Clock Prescaler (pemilihan clock yang masuk ke

timer/counter).


8

2.1.3.1 Register Pengendali Timer0

1. Timer/Counter Control Register – TCCR0

Tabel 2.5. Register TCCR0 [4]

Bit CS00 s.d. 02 bertugas untuk memilih (prescaler) atau mendefinisikan

pulsa/clock yang akan masuk ke dalam timer/counter0 [4]. Tabel 2.5

menunjukkan register pada TCCR0 dan Tabel 2.6 menunjukkan prescaler

timer/counter0.

Tabel 2.6. Prescaler timer/counter0 [4]

(1 clk timer/counter0= 8 clk cpu) artinya tiap 8 clock CPU yang masuk ke dalam

timer/counter0 dihitung satu oleh register pencacah TCNT0.Falling edge adalah

perubahan pulsa/clock dari 1 ke 0. Rising edge adalah perubahan pulsa/clock dari

0 ke 1.

Bit 7-F0C0 : Force Output Compare

Bit ini hanya dapat digunakan untuk metode pembanding . Jika bit-F0C0 di-set

maka akan memaksa terjadinya compare-match (TCNT0==OCR0).

Bit 3, 6-WGM01:0:Waveform Generation Mode

Kedua bit ini digunakan memilih mode yang digunakan, seperti yang terlihat

pada Tabel 2.7.


9

Tabel 2.7. Mode operasi [4]

Bit 5:4-COM01:0:Compare Match Output Mode

Kedua bit ini berfungsi mendefinisikan pin OC0 sebagai output timer0 (atau

sebagai saluran output PWM). Tabel 2.8 menunjukkan output pin OC0 pada

mode Normal dan CTC, Tabel 2.9 menunjukkan output pin OC0 pada mode

Fast PWM dan Tabel 2.10 menunjukan output pin OC0 pada mode Phase

Correct PWM.

Tabel 2.8. Mode Normal dan CTC [4]

Tabel 2.9. Mode Fast PWM [4]

Tabel 2.10. Mode Phase Correct PWM [4]


10

2. Timer/Counter Register-TCNT0 [4]

Tabel 2.11. Register TCNT0 [4]

Register ini bertugas menghitung pulsa yang masuk ke dalam timer/counter,

seperti terlihat pada Tabel 2.11 [4]. Kapasitas register ini 8-bit atau 255

hitungan, setelah mencapai hitungan maksimal maka akan kembali ke nol

(overflow/limpahan).

3. Output Compare Register – OCR0

Tabel 2.12. Register OCR0 [4]

Register ini bertugas sebagai register pembanding yang bisa kita tentukan

besarnya sesuai dengan kebutuhan, seperti terlihat pada Tabel 2.12 [4]. Dalam

praktiknya pada saat TCNT0 mencacah maka otomatis oleh CPU aka

membandingkan dengan isi OCR0 secara kontinyu dan jika isi TCNT0 sama

dengan isi OCR0 maka akan terjadi compare match yang dapat dimanfaatkan

untuk mode CTC dan PWM.

4. Timer/Counter Interrupt Mask Register – TIMSK

Tabel 2.13. Register TIMSK [4]

Tabel 2.13 menunjukan register TIMSK [4].

Bit 0-TOIE0: T/Co Overflow Interrupt Enable

Dalam register TIMSK timer/conter0 memiliki bit TOIE0 sebagai bit peng-aktif

interupsi timer/counter0 (TOIE0=1 enable, TOIE0=0 disable).

Bit 1-OCIE0: T/Co Output Compare Match Interrupt Enable


11

Selain ATmega8, TIMSK timer/counter0 memiliki bit OCIE0 sebagai bit peng-

aktif interupsi compare match timer/counter0 (OCIE0=1 enable, OCIE0=0

disable).

5. Timer/Counter Interrupt Flag Register – TIFR

Tabel 2.14. Register TIFR [4]

Tabel 2.14 menunjukan register TIFR [4].

Bit 1-OCF0: Output Compare Flag 0

Flag OCF0 akan set sebagai indikator terjadinya compare match, dan akan clear

sendiri bersamaan eksekusi vektor interupsi timer0 compare match.

Bit 0-TOC0: Timer /Counter 0 Overflow flag

Bit status timer/counter0 dalam register TIFR, di mana bit-TOV0

(Timer/Counter0 overflow) akan set secara otomatis ketika terjadi

limpahan/overflow pada register TCNT0 dan akan clear bersamaan dengan

eksekusi vektor interupsi.

2.1.3.2 Fast PWM (Pulse Width Modulation)

Dalam mode ini kita bisa membuat generator gelombang PWM, di mana

PWM sendiri adalah bentuk gelombang digital/pulsa yang bisa kita atur duty

cyle-nya [4]. Duty cycle adalah perbandingan antara lama pada saat 1 atau on

dan lama periode satu gelombang pulsa. Logikanya jika kita hubungkan ke

motor DC maka semakin besar duty cycle maka akan cepat motor berputar

(duty cycle 100% = kecepatan max motor). Gambar 2.3 menunjukkan bentuk

pulsa PWM.

Gambar 2.3. Pulsa PWM [4]

= x 100% (2.1)


12

Timer/counter0 dalam mode Fast PWM digunakan mengendalikan lama t

on dan t off melalui isi register pembanding OCR0 yang akan berakibat

kepada besar duty cycle yang pembanding OCR0 yang akan berakibat kepada

besar duty cycle yang dihasilkan. Untuk channel (saluran) PWM

timer/counter0 adalah pin OC0 (PB3) sebagai keluaran saluran PWM. Dalam

modeFast PWM sifat cacahan register pencacah TCNT0 mencacah dari

BOTTOM (0x00) terus mencacah naik (counting-up) hingga mencapai MAX

(0xFF) kemudian mulai dari BOTTOM lagi dan begitu seterusnya atau yang

dinamakan single slope (satu arah cacahan). Gambar 2.4 menunjukkan bentuk

pulsa fast PWM.

Gambar 2.4. Pulsa fast PWM [4]

Dalam mode non-inverting PWM, outputpin OC0 (PB3) di-clear pada

saat compare match (TCNT0==OCR0) dan di-set pada saat BOTTOM

(TCNT0=0x00).

Dalam mode inverting PWM, output pin OC0 (PB3) di-set pada saat

compare match (TCNT==OCR0) dan di-clear pada saat BOTTOM

(TCNT0=0x00).

Secara kasar kita bedakan non-inverting dengan inverting dalam mode

fast PWM yaitu dilihat dari bentuk pulsanya, di mana PWM non-inverting

yang kita kendalikan adalah lama t on-nya melalui isi OCR0, sedangkan

PWM inverting yang kita kendalikan adalah lama t off-nya melalui isi OCR0.

Frekuensi pin OCR0 (PB3) untuk PWM dihitung dengan menggunakan

persamaan berikut :

f = _/ ! . #$% (2.2)


13

Di mana F clk_i/o adalah frekuensi clock chip yang kita gunakan. N

adalah prescaler sumber clock yang kita gunakan (1, 8, 64, 256, dan 1024).

Dalam praktik kita dapat memperbaharui (update) register OCR0

kapanpun sewaktu timer0 sedang beroperasi namun efeknya satu siklus pulsa

PWM akan tidak simetris.

2.1.4 ADC (Analog to Digital Converter)

Sinyal input dari pin ADC akan dipilih oleh multiplexer (register ADMUX)

untuk diproses oleh ADC[4]. Karena converter ADC dalam chip hanya satu buah

sedangkan saluran inputnya-nya ada delapan maka dibutuhkan multiplexer untuk

memilih inputpin ADC secara bergantian. ADC mempunyai rangkaian untuk

mengambil sampel dan hold (menahan) tegangan input ADC mempunyai catu daya

yang terpisah yaitu pin AVCC-AGND. AVCC tidak boleh berbeda ±0,3V dari Vcc.

Operasi ADC membutuhkan tegangan referensi VREF dan clock Fade (register

ADCSRA). Tegangan referensi eksternal pada pin AREF tidak boleh melebihi AVCC.

Tegangan referensi eksternal dapat di-decouple pada pin AREF dengan kapasitor untuk

mengurangi derau. Atau dapat menggunakan tegangan referensi internal sebesar 2,56V

(pin Aref diberi kapasitor secara eksternal untuk menstabilkan tegangan referensi

internal). ADC mengonversi tegangan input analog menjadi bilangan digital sebesar

10-bit. GND (0 volt) adalah nilai minimum yang mewakili ADC dan nilai maksimum

ADC diwakili oleh tegangan pada pin AREF minus 1 LSB. Hasil konversi ADC

disimpan dalam register pasangan ADCH:ADCL.

Sinyal input ADC tidak boleh melebihi tegangan referensi. Nilai digital input ADC

untuk resolusi 10-bit (1024) adalah:

Kode digital = (Vinput/Vref) x1024 (2.3)

Untuk resolusi 8-bit (256) :

Kode digital = (Vinput/Vref) x256 (2.4)

Misalnya input suatu pin ADC dengan resolusi 8-bit adalah 2,5V dan tegangan

referensi yang digunakan Vref internal sebesar 2,56V sehingga kode digital-nya

adalah:

Kode digital = (2500 mV/2560 mV) x256 = 250 = 0xFA. Akurasi ADC dalam chip

tidak sempurna, akurasinya ±2LSB sehingga kemungkinan kode yang dihasilkan tidak

tepat 0xFA bisa jadi 0xF8, 0xF9, 0xFB, atau 0xFC.


14

2.1.4.1 Mode Operasi

1. Mode konversi tunggal

Dalam mode ini konversi dilakukan untuk sekali pembacaan sampel

tegangan input, jika ingin membaca lagi maka harus disampel lagi sehingga

kita dapat mengkonversi tegangan input untuk saat-saat yang kita butuhkan

saja [4]. Mode tunggal dipilih dengan meng-clearbit-ADFR dalam register

ADCSRA. Konversi tunggal memulai konversi ketika bit-ADSC di-set, dan

bit tersebut tetap sampai satu kali konversi selesai (complete), setelah

(complete) itu maka otomatis oleh CPU bit-ADSC akan clear. Ketika

konversi sedang berlangsung dan kita mengubah saluran (channel) input

ADC maka hal tersebut tidak akan diubah oleh CPU hingga konversi ADC

saluran tersebut selesai.

2. Mode konversi free running

Dalam mode ini konversi dilakukan terus menerus secara kontinyu (ADC

membaca sampel tegangan input lalu dikonversi hasilnya masukan ke register

ADCH:ADCL) terus menerus [4]. Ketika kita membaca ADC selagi ADC

mengkonversi tegangan sedang berlangsung, maka yang terbaca adalah hasil

ADC yang terakhir yang dibaca oleh ADC.

Mode free running dipilih dengan men-setbit-ADFR dalam register

ADCSRA. Konversi pertama dalam mode ini dimulai dengan men-setbit-

ADSC. Dalam mode ADC bekerja secara independen (tidak bergantung) dari

flag interupsi ADC (apakah ADIF set atau clear sama saja).

2.1.4.2 Register Pengendali ADC

1. ADC Multiplexer Selection Register – ADMUX

Tabel 2.15. Register ADMUX [4]

Tabel 2.15 menujukan register pada ADMUX dan Tabel 2.15

menunjukkan pemilihan tegangan referensi [4].

Bit 7:6-REFS1:0: Reference Selection Bits

Kedua bit ini bertugas memilih tegangan referensi yang digunakan.


15

Tabel 2.16. Pemilihan tegangan referensi [4]

Tabel 2.16 menujukkan pemilihan tegangan referensi pada ADC.

Bit 5-ADLAR: ADC Left Adjust Result

Bit ini berakibat pada format data hasil konversi dalam register ADCH:

ADCL (lihat register tersebut)

Bit 3:0-MUX3:0: Analog Channel Selection Bits

Bit-bit ini memilih saluran input untuk ADC, seperti terlihat pada Tabel

2.17.

Tabel 2.17. Pemilih pin input ADC [4]

2. ADC Control and Status Register A – ADCSRA

Tabel 2.18. Register ADCSRA [4]

Tabel 2.18 menunjukkan register pada ADCSRA [4].

Bit 7-ADEN : ADC Enable

Bit pengaktif ADC (ADEN=0 disable / ADEN =1 enable).

Bit 6-ADSC: ADC Start Conversion


16

Dalam mode konversi tungal penge-set-an bit ini maka akan

memulai(start) konversi ADC untuk sekali konversi.

Bit 5-ADFR: ADC Free Running Select

Bit ini memilih mode operasi yang digunakan, ketika bit ini di-set maka

ADC akan menggunakan Free running di mana dalam mode ini ADC

disampel dan diperbarui secara simultan/kontinyu. Ketika bit ini di-clear

maka akan mengakhiri mode free running dan masuk ke mode konversi

tunggal (single conversion).

Bit 4-ADIF: ADC Interrupt Flag

Bit ini akan set secara otomatis ketika konversi ADC telah

selesai(complete), dan akan clear ketika eksekusi interupsi ADC

conversion complete.

Bit 3-ADIE: ADC Interrupt Enable

Bit ini bertugas untuk mengaktifkan interupsi ADC conversion complete

(ADIE=0 disable / ADIE=1 enable).

Bit 2:0-ADPS2:0: ADC Prescaler Select Bits

Bit-bit ini menentukan faktor pembagi frekuensi CPU yang digunakan

untuk clock ADC, seperti yang terlihat pada Tabel 2.19.

Tabel 2.19. ADC prescaler[4]


17

3. The ADC Data Register-ADCL and ADCH

Tabel 2.20. Register Data ADC, ADLAR=0 [4]

Tabel 2.21. Register Data ADC, ADLAR=1 [4]

Tabel 2.20 menunjukkan register data ADC saat ADLAR=0 dan Tabel

2.21 menunjukkan register data ADC saat ADLAR=1 [4]. Ketika konversi

selesai, maka hasilnya dapat ditemukan pada register ADCH : ADCL.

Ketika ADCL dibaca maka ADC tidak akan diperbarui sampai ADCH

dibaca.

2.2 Sensor Arus ACS712

Teknologi Hall effect yang diterapkan oleh Allegro menggantikan fungsi resistor

shunt dan current transformer menjadi sebuah sensor dengan ukuran yang relatif jauh lebih

kecil. Aliran arus listrik yang mengakibatkan medan magnet yang menginduksi bagian

dynamic offset cancellation dari ACS712[5]. Bagian ini akan dikuatkan oleh amplifier dan

melalui filter sebelum dikeluarkan melalui kaki 6 dan 7, modul tersebut membantu

penggunaan untuk mempermudah instalasi arus ini ke dalam sistem.

ACS712 adalah Hall Effect current sensor, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.5

Hall effect allegro ACS712 merupakan sensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau

DC dalam pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif, komersil dan sistem-sistem

komunikasi. Pada umumnya aplikasi sensor ini biasanya digunakan untuk mengontrol

motor, deteksi beban listrik, switched-mode power supplies dan proteksi beban berlebih.

Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena di dalamnya

terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan yang terbuat dari tembaga.


18

Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang

terdapat di dalamnya yang menghasilkan medan magnet yang ditangkap oleh integrated

Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor

dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada di dalamnya antara penghantar

yang menghasilkan medan magnet dengan hall transducer secara berdekatan. Persisnya,

tegangan proporsional yang rendah akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang di

dalamnya yang telah dibuat untuk ketelitian yang tinggi oleh pabrik.

Gambar 2.5. Sensor Arus ACS712[5]

Keluaran dari sensor ini yaitu berupa tegangan analog dengan sensitivitas

185mV/A,(>VIOUT(Q)) saat peningkatan arus pada penghantar arus (dari pin 1 dan pin 2

ke pin 3 dan 4), di mana ada toleransi yang disebabkan adanya noise yaitu sebesar 7mV.

Artinya, setiap ada arus yang melewati sensor sebesar 1A, maka sensor akan merespon

dengan memberikan keluaran sebesar 185mV/A. Gambar 2.6. menunjukkan port in dan

port out ACS712. Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 1,2 mΩ dengan daya yang

rendah. Jalur terminal konduktif secara kelistrikan diisolasi dari sensor leads/mengarah

(pin 5 sampai pin 8). Hal ini menjadikan sensor arus ACS712 dapat digunakan pada

aplikasi-aplikasi yang membutuhkan isolasi listrik tanpa menggunakan opto-isolator atau

teknik isolasi lainnya yang mahal. Ketebalan penghantar arus didalam sensor sebesar 3x

kondisi overcurrent. Sensor ini telah dikalibrasi oleh pabrik.


19

Gambar 2.6. Port in dan Port out ACS712[5]

2.3 Pengontrol Tegangan AC

Pengontrol tegangan ac (ac voltage controller) adalah pengatur aliran daya ac ke

beban dengan mengatur tegangan rms yang masuk ke beban[6]. Aplikasi yang sering

digunakan dari pengontrol tegangan ac antara lain: pemanas industri, kontrol lampu,

pengontrol kecepatan pada motor induksi banyak fasa, dan pengontrol magnet ac. Untuk

transfer daya, ada dua jenis pengontrol yang biasanya digunakan, yaitu (1). Kontrol on-off,

(2) Kontrol sudut fasa.

Pada kontrol on-off, saklar thyristor menghubung beban dengan sumber ac selama

beberapa siklus tegangan masukkan dan diputus selama beberapa siklus yang lain. Pada

kontrol fasa, saklar thyristor menghubungkan beban dengan sumber ac untuk satu bagian

dari tiap siklus tegangan masukkan.

Berdasarkan jumlah fasa tegangan maka pengontrol tegangan ac dapat

diklasifikasikan menjadi 2 jenis : (1) Pengontrol satu fasa dan (2) Pengontrol tiga fasa.

Tiap jenis dapat dibagi lagi menjadi : (a) Kontrol setengah gelombang atau satu arah (b)

Kontrol gelombang penuh atau dua arah. Ada beberapa konfigurasi dari pengontrol tiga

fasa tergantung pada hubungan saklar thyristor. Gambar 2.7 memperlihatkan prinsip kerja

kontrol on-off.


20

Gambar 2.7. Prinsip kerja kontol on – off[6]

2.3.1 Prinsip Kontrol Fasa

Prinsip kontrol fasa dapat dijelaskan berdasarkan gambar gambar 2.8. Daya yang

mengalir ke beban dikontrol dengan menunda sudut picu thyristor &'[6]. Gambar 2.8

mengilustrasikan pulsa-pulsa gerbang thyristor &', dan bentuk gelombang tegangan

masukkan dan keluaran. Dengan adanya dioda D1, daerah kontrol terbatas dan rms

efektif tegangan keluaran hanya dapat bervariasi antara 70,7 dan 100%. Tegangan

keluaran dan arus masuk tidak simetris dan mengandung komponen DC. Jika ada

sebuah trafo masukkan akan dapat menyebabkan problem kejenuhan. Rangkaian ini

adalah pengontrol setengah gelombang satu fasa dan cocok hanya untuk beban resistif

berdaya rendah, seperti pemanasan dan pencahayaan. Karena aliran daya dikontrol oleh

setengah gelombang positif tegangan masukkan, jenis pengontrolan tipe disebut juga

dengan pengontrol satu arah (unidirectional).


Jika () = (* sinthyristor &' adalah . =

(2

0

2

22

1

14

2

2

1

=

=

=

∫

∫

ππ

π

π

π

α

π

so

so

so

VV

VV

VV

Nilai tegangan keluaran rata

(22

21

=

= ∫

π

ππ

α

sdc

dc

VV

V

Jika α bervariasi dari 0 sampai

bervariasi dari 0 sampai

2.3.2 Kontrol Satu Fasa Beban Resistif

Masalah arus masukkan dc dapat dicegah

arah (atau gelombang penuh), dan pengontrol gelombang penuh satu fasa dengan

beban resistif yang ditunjukkan gambar

siklus positif, daya yang mengalir dikontrol oleh beberapa sudut tunda dari

dan thyristor &# mengontrol daya selama tegangan masukkan setengah siklus

Pulsa-pulsa yang dihasilkan

. = /2() sin . adalah tegangan masukkan dan sudut tunda

1, tegangan keluaran rms ditentukan melalui:

( ) ( )

) ( ) ( ) ( )2/1

2/12

2/12 222

2

2sin

2cos12cos

sin2sin

+−

−+−

+

∫

∫

αα

ωωωω

ωωωω

π

π

π

π s

tdttdt

ttdVttd

Nilai tegangan keluaran rata-rata ialah

( ) ( )

( )1cos

sin2sin22

−

+ ∫

α

ωωωωπ

α

π

π ss ttdVttdV

bervariasi dari 0 sampai π , Vo bervariasi dari V

bervariasi dari 0 sampai - 2 Vs / π .

Gambar 2.8. Prinsip dasar kontrol fasa[6]

Kontrol Satu Fasa Beban Resistif

Masalah arus masukkan dc dapat dicegah dengan menggunakkan kontrol dua


beban resistif yang ditunjukkan gambar 2.9[6]. Selama tegangan masukkan setengah

siklus positif, daya yang mengalir dikontrol oleh beberapa sudut tunda dari

mengontrol daya selama tegangan masukkan setengah siklus

pulsa yang dihasilkan &' dan &# terpisah 180°.Bentuk gelombang untuk

21

adalah tegangan masukkan dan sudut tunda

, tegangan keluaran rms ditentukan melalui:

bervariasi dari Vs ke 2sV

dan Vdc

dengan menggunakkan kontrol dua


. Selama tegangan masukkan setengah

siklus positif, daya yang mengalir dikontrol oleh beberapa sudut tunda dari thyristor &'

mengontrol daya selama tegangan masukkan setengah siklus negative.

sah 180°.Bentuk gelombang untuk


22

tegangan masukkan, tegangan keluaran, dan sinyal gerbang untuk &' dan &#

ditunjukkan pada gambar.

Jika (2 √2(2 456 7 adalah tegangan masukkan dan sudut tunda thyristor &'

dan &# sama (α1=α2=α), tegangan keluaran rms dapat ditentukan melalui :

(8 = 9 22: ; 2(<# sin 7 =(7)@

AB

' #C= 94(<#

4: ; (1 − cos 2 7) =(7)@A

B' #C

= 9 22: ; 2(<# sin 7 =(7)@

AB

' #C

Dengan variasi sudut α dari 0 sampai α, Vo dapat divariasikan dari Vs sampai 0.

Pada gamabar 2.9, rangkaian gerbang untuk thyristor &' dan &# harus

diisolasi.Memang mungkin untuk mendapatkan sebuah common cathode untuk &' dan

&# dengan menambahkan dua katoda seperti ditunjukkan pada gambar.

Thyristor &' dan diode ' terhubung bersamaan selama siklus setengah negatif.

Karena rangkaian ini dapat memiliki sebuah terminal bersama untuk sinyal gerbang &'

dan &# hanya satu rangkaian isolasi yang diperlukan.Tetapi memerlukan dua buah

diode daya.Karena dua devais daya menghubungkan pada waktu yang bersamaan.

Kerugian konduksi dari devais akan meningkat dan efisiennya akan berkurang.

Sebuah pengontrol gelombang penuh satu fasa dapat pula diterapkan dengan

satu thyristor dan empat dioda seperti ditunjukkan pada gambar 2.10. Empat dioda

bertindak seperti sebuah jembatan penyearah. Tegangan yang melalui thyristor &' dan

arusnya selalu satu arah (unidirectional). Dengan beban resistif, arus thyristor akan

jatuh menjadi nol karena komutasi natural pada setiap setengah siklus, seperti

ditunjukan pada gambar. Namun demikian, jika ada induktansi yang besar

dirangkaian, karena thyristor &' dapat dimatikan setiap setengah tegangan masukkan

dan akan menyebabkan kehilangan kontrol. Hal ini memerlukan pendeteksi nol yang

melalui arus beban untuk menjamin matinya konduksi thyristor sebelum firing

keberikutnya. Tiga devais daya terhubung pada saat yang bersamaan dan efisiensinya

akan berkurang. Jembatan penyearah dan thyristor (atau transistor) bertindak sebagai

saklar dua arah, yang secara komersil didapat dalam bentuk devais tunggal dengan

rugi konduksi on-state yang relatif rendah.


23

Gambar 2.9. Pengontrol gelombang penuh satu fasa dengan katoda bersama[6]

Gambar 2.10. Pengontrol gelombang penuh satu fasa menggunakan satu thyristor[6]

2.4 TRIAC

TRIAC merupakan tipe SCR (Silicon Controlled Rectifier) yang bekerja secara

bidirectional[7]. Berbeda dengan DIAC yang dapat digunakan sebagai konduktor

dilakukan dengan menaikkan tegangan terminal hingga di atas tegangan breakdown, pada

TRIAC terdapat sebuah terminal Gate (G) yang digunakan untuk pemicu (trigger)

prategangan maju. Ilustrasi rangkaian ekuivalen dari TRIAC ditunjukkan seperti pada

Gambar 2.11. (a), sedangkan simbol elektronisnya ditunjukkan pada Gambar 2.11. (b).

Gambar 2.11. Triac : a. Rangkaian ekuivalen b. Simbol Rangkaian [7]


24

TRIAC memiliki karakteristik swicthing seperti pada SCR, kecuali bahwa TRIAC

dapat berkonduksi dalam berbagai arah. TRIAC dapat digunakan untuk mengontrol aliran

arus dalam rangkaian AC. Elemen seperti penyearah dalam kedua arah menunjukkan

kemungkinan dua aliran arus antara terminal utama M1 dan M2.Pengaturan dilakukan

dengan menerapkan sinyal antara gate (gerbang) dan M1.

Gambar 2.12. Karakteristik TRIAC[7]

Karena dapat bersifat konduktif dalam dua arah, biasanya TRIAC digunakan untuk

mengendalikan fasa arus AC (contohnya kontroler tegangan AC). Selain itu, karena

TRIAC merupakan devais bidirektional, terminalnya tidak dapat ditentukan sebagai anoda

atau katoda. Jika terminal MT2 positif terhadap terminal MT1, TRIAC dapat dimatikan

dengan memberikan sinyal gerbang positif antara gerbang G dan MT1. Sebaliknya jika

terminal MT2 negatif terhadap MT1 maka TRIACakan dapat dihidupkan dengan

memberikan sinyal pulsa negatif antara gerbang G dan terminal MT1. Tidak perlu untuk

memiliki kedua sinyal gerbang positif dan negatif dan TRIAC akan dapat dihidupkan baik

dengan sinyal positif atau negatif.

Dalam prakteknya sensitifitas bervariasi antara satu kuadran dengan kuadran lain,

dan TRIAC biasanya beroperasi di kuadran I+ (tegangan dan arus gerbang positif) atau

kuadran III- (tegangan dan arus gerbang negatif). Gambar 2.12 menunjukan karakteristik

TRIAC.

TRIAC tersusun dari lima buah lapis semikonduktor yang banyak digunakan pada

pensaklaran elektronik. TRIAC biasa juga disebut thyristor bidirectional. TRIAC

merupakan dua buah SCR yang dihubungkan secara paralel berkebalikan dengan terminal

gate bersama.


25

Berbeda dengan SCR yang hanya melewatkan tegangan dengan polaritas positif saja,

tetapi TRIAC dapat dipicu dengan tegangan polaritas positif dan negatif, serta dapat

dihidupkan dengan menggunakan tegangan bolak-balik pada gate. TRIAC banyak

digunakan pada rangkaian pengendali dan pensaklaran.

TRIAC hanya akan aktif ketika polaritas pada anoda lebih positif dibandingkan

katodanya dan gate-nya diberi polaritas positif, begitu juga sebaliknya. Setelah

terkonduksi, sebuah TRIAC akan tetap bekerja selama arus yang mengalir pada TRIAC

(TRIAC current) lebih besar dari arus penahan (holding current) walaupun arus gate

dihilangkan. Satu-satunya cara untuk membuka (meng-off-kan) TRIAC adalah dengan

mengurangi arus TRIAC (TRIAC current) di bawah arus penahanan (holding current).

2.5 Penyulut TRIAC

Rangkaian yang menggunakan thyristor (TRIAC), potensial yang berbeda muncul di

beberapa terminal. Rangkaian daya berhubungan dengan tegangan tinggi, biasanya lebih

dari 100V, sedangkan tegangan pada rangkaian pengendali/penyulut gerbang biasanya

merupakan tegangan rendah, tipikal 12 sampai 20 volt[6]. Rangkaian transformator isolasi

diperlukan antara thyristor dengan rangkaian pembangkit pulsa gerbang. Isolasi dapat

dilakukan dengan menggunakan transformator atau optokopler. Contoh rangkaian penyulut

gerbang yang menggunakan transformator ditunjukan oleh gambar 2.13 Terminal gerbang

perlu diproteksi terhadap interfensi dan sinyal frekuensi tinggi. Gambar 2.14 menunjukkan

beberapa contoh rangkaian proteksi gerbang.

Gambar 2.13. Rangkaian penyulut thyristor menggunakan transformator isolasi[6]


26

Gambar 2.13(lanjutan). Rangkaian penyulut thyristor menggunakan transformator

isolasi[6]

Gambar 2.14. Rangkaian proteksi gerbang[6]

2.6 Metode Zero Crossing Detection

Metode zero crossing detection adalah metode paling umum untuk mengetahui

frekuensi/periode suatu gelombang[8]. Metode ini berfungsi untuk menentukan frekuensi

suatu gelombang dengan cara mendeteksi banyaknya zero point pada suatu rentang waktu.

Zero crossing detector adalah rangkaian yang berfungsi untuk mendeteksi perpotongan

gelombang sinus pada tegangan AC tersebut, sehingga dapat memberikan sinyal acuan saat

dimulainya pemicu sinyal PWM. Dengan menggunakan rangkaian zero crossing detector

ini, kita dapat mendeteksi zero point sekaligus mengubah suatu sinyal sinusoidal (sine

wave) menjadi sinyal kotak (square wave). Perpotongan titik nol yang dideteksi adalah

pada saat peralihan dari siklus positif menuju siklus negatif dan peralihan dari siklus

negatif menuju siklus positif. Dalam 1 siklus gelombang sinusoidal 20 ms atau 50 hertz,

terdapat 2 kali melintasi titik nol, maka dalam 1 detik terdapat 100 sinyal zero crossing,

yang dapat dijadikan interupsi pada mikrokontroler.


27

Gambar 2.15. IC komparator 339[9]

IC komparator 339 berisi empat sirkuit komparator tegangan terhubungan ke pin

eksternal seperti yang ditunjukkan pada Gambar2.15[9]. Masing – masing memiliki input

komparator pembalik dan non pembalik dan satu output. Suplai tegangan diterapkan pada

sepasang pin keempat komparator . Gambar 2.16 menunjukkan rangkaian komparator

digunakan sebagai zero crossing detector. Setiap sinyal input berjalan di atas 0 V, maka

output beralih ke VI. Output beralih ke VJ ketika hanya input berjalan di bawah 0 V.

Gambar 2.16. Rangkaian zero cross detector dengan komparator[9]

2.7 Penguat Diferesial

Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah

dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu sebesar KLK'


untuk M1 M2 dan MN =rumus penguat diferensial.

Penguatan jenis ini berbeda dengan d

berikut:

Gambar 2.

Rumusnya seperti berikut :

Sedangkan untuk M1

2.8 Hukum Ohm

Pada rangkaian tertutup

Gambar 2.18 menunjukkan rangkaian arus.

dengan tegangan V dan berbanding terbalik dengan beban tahanan R atau dinyatakan

dengan rumus pada persama

tegangan V atau dinyatakan dengan rumus pada persamaan 2.8.

MO[10]. Persamaan 2.5 dan persamaan 2.6 memperlihatkan

rumus penguat diferensial. Gambar 2.17 memperlihatkan rangkaian penguat diferensia.

atan jenis ini berbeda dengan diferensiator. Rumus yang digunakan adalah sebagai

Gambar 2.17. Rangkaian pengutan diferensial[10

Rumusnya seperti berikut :

(8 >MN P M1?MO>MO P M2?M1 (2 E MN

M1 (1 1 M2 dan MN = MO maka bati deferensial adalah:

(8 = MNM5 >(2 E (1?

Pada rangkaian tertutup [11]:

Gambar 2.18. Rangkaian arus[11]

menunjukkan rangkaian arus. Besarnya arus I berubah sebanding


pada persamaan 2.7. Besar daya P adalah hasil kali antara arus I dan

tegangan V atau dinyatakan dengan rumus pada persamaan 2.8.

28

Persamaan 2.5 dan persamaan 2.6 memperlihatkan

Gambar 2.17 memperlihatkan rangkaian penguat diferensia.

nsiator. Rumus yang digunakan adalah sebagai

10]

>2.5?

maka bati deferensial adalah: >2.6?

Besarnya arus I berubah sebanding


an 2.7. Besar daya P adalah hasil kali antara arus I dan


29

S (M (2.7)

U = S. ( (2.8)

2.9 Hukum Kirchoff

Pada setiap rangkaian listrik, jumlah aljabar dari arus-arus yang bertemu di satu titik

adalah nol (∑I=0) [11]. Gambar 2.19 menunjukkan skema arus Kirchoff.

Gambar 2.19. Skema arus Kirchoff[11]

Jadi :

S' + (−S#) + (−SW) + SX + (−S$) = 0 (2.9)

S' + SX = S# + SW + S$ (2.10)


30

BAB III

PERANCANGAN ALAT

3.1. Diagram Blok Rangkaian

Perancangan alat ini terdiri dari beberapa bagian utama, yaitu rangkaian sensor arus,

pengondisi sinyal, zero crossing detector, driver, mikrokontroler, catu daya, dan penampil.

Sensor yang digunakan untuk mengukur arus adalah ACS712. Perubahan output sensor akan

diolah bagian pengondisi sinyal. Mikrokontroler ATMega8535 berfungsi mengatur dan

memproses data masukan dari pengondisi sinyal dan diteruskan pada piranti driver dan

penampil. Pada piranti penampil digunakan LCD LMB162A.

Jika terdapat masukan beban pada beban terpakai, sensor arus akan mengukur besar arus

pada beban terpakai dan beban dummy, kemudian sistem akan menghitung besarnya daya

beban terpakai dan menentukan nilai daya beban dummy agar total daya 450 watt.

Pengontrolan besar daya dummy dilakukan dengan mengatur tunda picu tegangan AC/kontrol

fasa tegangan AC pada beban dummy dengan TRIAC. Pada tahap tunda picu ini sensor arus

pada beban dummy akan mengukur besarnya arus yang teraliri. Proses kontrol fasa dilakukan

dengan memberi 100 interupsi timing pada 1 gelombang sinusoidal 50 hertz (2x50 interupsi

timing, pada setengah gelombang 0-50, setengah gelombang berikutnya 0-50). Seratus

interupsi tersebut digunakan sebagai perintah picu. Gambar 3.1 menunjukan interupt timer2

saat tunda picu beban dummy. Pengontrolan besar picu ditentukan melalui perhitungan (450-

daya terpakai), yaitu daya dummy yang dibutuhkan. Setelah daya dummy yang dibutuhkan

telah diketahui, maka sistem akan mengontrol besarnya tunda picu TRIAC, dengan logika if

pada sistem software. Jika daya terpakai lebih besar sama dengan 450, maka picu akan

ditambahkan sampai daya dummy bernilai sesuai dengan yang ditentukan atau picu di-set 50.

Jika daya terpakai menurun, maka sistem akan menaikkan daya dummy dan picu akan

dikurangi sampai daya dummy bernilai sesuai dengan yang ditentukan atau picu di-set 1. Jika

daya tepakai naik, maka sistem akan menurunkan daya dummy dan picu akan ditambahkan

sampai daya dummy bernilai sesuai dengan ditentukan atau picu di-set 50.


31

Pengukuran daya dan arus akan tampil pada penampil LCD. Gambar 3.2 menunjukkan

diagram blok perancangan alat dummy load 450 watt berbasis mikrokontroler ATMega8535.

0 --------------------------------------------- 50

0 ---------------------------------------- 50

Gambar 3.1. Interupt Timer2 saat tunda picu beban dummy

50 hertz

10ms

10ms

Interupt Timer2 = 50

Timing interupt =

= 0,2

V


32

Gambar 3.2. Diagram blok rancangan

3.2. Perancangan Perangkat Keras

3.2.1. Perancangan Rangkaian Sensor Arus

Pada alat ini sensor yang digunakan adalah ACS712. Sensor ini akan medeteksi

arus yang mengalir disebabkan oleh adanya beban yang terpasang pada terminal beban

terpakai, juga akan mendeteksi arus yang mengalir pada beban dummy sebagai umpan

balik ke mikrokontroler agar daya pada sistem tetap stabil.

Dari rangkaian gambar 3.3, untuk mengaktifkan sensor dibutuhkan tegangan

input sebesar 5V. Pada kaki 1,2 dan 3,4 dihubungkan pada rangkaian beban dummy

dan beban terpakai, untuk mengukur besar arus yang mengalir pada rangkaian beban

masing-masing. Penghubungan komponen kapasitor pada sensor ACS712 merupakan

rekomendasi dari datasheet. Selanjutnya output sensor dihubungkan pada rangkaian

pengondisi sinyal.

Pengondisi Sinyal

Pengondisi Sinyal

Zero Crossing Detector

Driver

AC Line ACS712

ACS712 Beban Dummy

Beban

Mikrokontroler

ATMega 8535 LED 1

LCD

LED 2


33

Gambar 3.3. Rangkaian sensor arus ACS712

Sesuai dengan batasan masalah pada alat ini yakni, beban 450 watt maka dapat

ditentukan arus maksimal yang akan diukur. Berdasarkan persamaan 2.8, maka

dapat dihitung sebagai berikut.

= . (2.8)

=

(3.1)

=450

220= 2,045

Pada data sheet sensor, tegangan output sensor berupa tegangan analog dengan

sensitivitas 185mV/A. Tabel 3.1 menunjukan tegangan keluaran sensor terhadap arus

yang diukur. Pada arus terukur 0 ampere maka tegangan keluaran sensor 0 V, pada arus

terukur 1 ampere maka tegangan keluaran sensor 185 mV, pada arus terukur 2 ampere

maka tegangan keluaran sensor 370 mV dan pada arus terukur 2,5 amper maka

tegangan keluaran sensor 463 mV.

Tabel 3.1. Tegangan output sensor terhadap arus yang diukur

!"

0 A 0 V

1 A 185 mV

2 A 370 mV

2,5 A 463 mV


34

3.2.2. Perancangan Rangkaian Pengondisi Sinyal

Pengondisi sinyal yang digunakan adalah penguat diferensial. Pada

perancangan rangkaian ini, parameter tegangan output #" = 0 V dan = 3,833 V.

Penyelesaian persamaan 3.1 mendapatkan nilai = 2,045 A, maka dapat

diasumsikan dengan #" = 0 V, = 0 dan = 3,833 V, = 2,5 .

Dengan mengasumsikan penguatan sebesar 8,33 kali, maka dapat diketahui sesuai

dengan tabel 3.2.

Tabel 3.2. Tegangan output sensor terhadap tegangan output pengondisi sinyal

!" $"% "&##!#"' (

0 V 0 V

185 mV 1,541 V

370 mV 3,083 V

463 mV 3,833 V

i

=

#" (3.2)

= )"% "&## #"' (

"

=3,833

463= 8,33 +

Pada persaman 3.2, maka dapat disubsitusikan ke persamaan 2.6 :

, =-.

-/(2 − 1) (2.6)

=-.

-/

8,33 =-1

-#

Pada persamaan 2.6 dapat ditentukan -# = 122Ω dan -1 = 1002Ω. Gambar

3.4 adalah rangkaian pengondisi sinyal. Pada gambar 3.3 -# = -5 dan -1 = -4 .


35

Pemilihan nilai resistor -7 dan -6 agar tegangan masukan ideal 1 = 124 55 =

2,5 6,78. Karena tegangan pada vcc sebenarnya 4,5 volt, maka ditambah rangkaian

pembagi tegangan masukan sensor pada 1 yaitu, -1 dan -2. Agar tegangan

pembanding dari sensor arus sama dengan 1 = 124 55, maka diperoleh -1 = 102Ω

dan -2 = 1002Ω

Gambar 3.4. Rangkaian pengondisi sinyal

3.2.3. Perancangan Rangkaian Zero Crossing Detector

Rangkaian zero crossing detector pada gambar 3.5 yang digunakan dalam

sistem ini menggunakan IC komparator LM393 (berdasarkan dasar teori zero crossing

detector, Electronic Devices and Circuit Theory, Boleystad Robert) . Outputnya

dihubungkan dengan kaki INT0 (pin 16) pada mikrokontroler. Dengan vcc 5V, vee -5V

dan ac in sebesar 6V.

Gambar 3.5. Rangkaian zero crossing detector

AC INPD2

VCC

+

-

U1A LM393

3

21

84

R2

5,1K

VEE


36

Saat fase positif komparator akan menghasilkan output high (Vcc) dan saat fase

negatif akan menghasilkan output low (0 volt). Jadi outputnya adalah gelombang kotak

dengan frekuensi sesuai dengan frekuensi AC-nya yaitu 50 Hz.

3.2.4. Perancangan Rangkaian Driver Triac

Drivertriac yang digunakan adalah rangkaian isolasi. Rangkaian isolasi

digunakan sebagai penghubung antara triac dan pembangkit pulsa gerbang dari

mikrokontroler. Rangkaian driver ini ditunjukkan gambar 3.6.

Gambar 3.6. Rangkaian driver triac

Penentuan nilai kapasitor dan resistor dihitung sesuai spesifikasi waktu untuk

mengaktifkan kaki gate (8% / gate controlled turn – on time) pada data sheetTRIAC

BT136E.

8% = -. 9 (3.3)

9 =8%

-

9 =2+10:;

10000

9 = 0,2<=

C1

10 nR1

1K

MT1/MT2

G

PB3

T1TRANSFORMER

1 5

4 8

VCC

D1

DIODE

D2

DIODE

Q12SC14631

23


37

Nilai 8% = 2μF.Berdasarkan persamaan 3.3, jika R yang digunakan adalah

10KΩ, maka nilai C yangdigunakan adalah 0,2nF.

Pengaktifan Triac melalui driver ini adalah dengan pulsayang berasal dari port

B3. Pada saat ada pulsa pada duty cycle tertentu pada port B3, maka akan menyulut

tunda pada triac pada kaki gate.

3.2.5. Perancangan Rangkaian TRIAC

Pada perancangan ini digunakan TRIAC BT136E, seperti pada Gambar 3.7.

BT136E mampu melewati arus hingga 4A dan mampu digunakan hingga tegangan

600V (data sheet BT136E).

Gambar 3.7. Rangkaian TRIAC

3.2.6. Perancangan Beban Dummy

Beban dummy yang digunakan adalah resistor, sebagaibeban semu yang proses

pembebanannya mengganti beban aslinya agar daya pada sistem tetap. Gambar 3.8

menunjukkan perancangan beban dummy menggunakan resistor yang diparalel

sehingga terjadi bagi arus antar resistor yang terparalel.

Gambar 3.8. Rangkaian beban dummy

Gate pada driv er

MT2 pada beban dummy

Q1BT136E

MT1 pada driv er

R R

current sensing

R R

ACS712

R RR

ke driv er (MT1/MT2)

R

ACS712

RR

ke driv er (Gate)

RR

220

V A

C

12

R R R

Q1

TRIAC

R RR RR RR R


38

=

(3.1)

=220

450

= 2,045

Pada perancangan ini, parameter daya output #" = 0 @A88 dan =

450 @A88. Berdasarkan persamaan 3.1 nilai = 2,045 .

<# =

# &#) " (3.4)

<# =450

20

<# = 22,5

Resistor yang digunakan adalah 20 watt, jadi daya pada resistor mampu

menahan sampai 20 watt. Pada Persamaan 3.4diperoleh 22,5 maka dibulatkan menjadi

23 resistor.

Setelah diperoleh jumlah resistor yang akan diparalel, maka dapat dihitung arus

yang melewati masing – masing resistor dan daya pada masing – masing resistor.

Berdasarkan nilai pada persamaan 3.1, maka dapat disubsitusikan ke persamaan

3.5 dan 3.6.

# =

<# (3.5)

# =2,045

23

# = 88,9

Penyelesaian persamaan 3.5 mendapatkan nilai # = 88,9 .

# =

<# (3.6)

# =450

23

# = 19,56 @A88

Penyelesaian persamaan 3.6 mendapatkan nilai # = 19,56 @A88.

Setelah arus dan daya pada masing-masing resistor telah diketahui, berdasarkan

persamaan 2.8 dapat dicari besar nilai resistor.


39

= . (2.8)

= . . -

- =#

(# )C

- =19,56

88,9 + 10:D

- = 2474,27 Ω

Berdasarkan persamaan 2.8 besar nilai resistor yang akan diparalel - =

2474,27 Ω.

3.2.7. Perancangan Rangkaian Mikrokontroler

Pada rangkaian mikrokontroler seperti pada gambar 3.9, port yang akan

digunakan adalah port A, port C dan port D. Port A digunakan sebagai port

ADC(Analog to Digital Converter). Data analog dari sensor ACS712 yang berupa

tegangan diberikan kepada port A0. Data tersebut kemudian di konversi ke bentuk data

digital dan siap diproses oleh mikrokontroler. PC0, PC1, PC2 dan PC3 digunakan

sebagai port data, sedangkan PC4 dan PC5 digunakan sebagai port pengaturan

interface LCD. Pada port D digunakan sebagai port masukan dan keluaran. PD2

digunakan sebagai masukan dari zero crossing detector, PB3 digunakan sebagai

keluaran pemicu yang akan mengontrol rangkaian driver triac.

Gambar 3.9. Rangkaian mikrokontroler

ZERO DETECTOR

C3

10uF

DB 2 LCD

Q1

CRYSTAL

LED 2 (MERAH)

DB 3 LCD

SW1

12

IC1

ATMEGA8535-DIL40

3

1213

2

16171819

1110

876

3635343332

37

1

45

9

1415

20 21

403938

31302928272625242322

PB2(INT2/AIN0)

XTAL2XTAL1

PB1(T1)

PD2(INT0)PD3(INT1)PD4(OC1B)PD5(OC1A)

GNDVCC

PB7[SCK)PB6[MISO)PB5(MOSI)

PA4(ADC4)PA5(ADC5)PA6(ADC6)PA7(ADC7)

AREF

PA3(ADC3)

PB0(XCK/T0)

PB3(OC0/AIN1)PB4(SS)

RESET

PD0(RXD)PD1(TXD)

PD6(ICP) PD7(OC2)

PA0(ADC0)PA1(ADC1)PA2(ADC2)

AGNDAVCC

PC7(TOSC2)PC6(TOSC1)

PC5PC4PC3PC2

PC1(SDA)PC0(SCL)

DRIVER TRIAC

DB 4 LCD

VCC

LED 1 (HIJAU)

PENGONDISI SINYAL 1

RS LCD

C1

22pF

Enable LCD

C2

22pF

PENGONDISI SINYAL 2

DB 1 LCD

R110K


40

Terdapat saklar input pada rangkaian, berfungsi untuk mereset keadaan

mikrokontroler.

3.2.6.1 Reset Eksternal

Sistem pada mikrokontoler akan mereset bila pin reset mendapat logika 0. Pin

reset dihubungkan dengan resistor (R1) yang terhubung ke vcc dan kapasitor yang

terhubung ke ground. Gambar 3.10 adalah rangkaian reset eksternal.

Gambar 3.10. Rangkaian reset eksternal

3.2.6.2 Osilator

Salah satu kelebihan AVR adalah kecepatan dalam eksekusi program. AVR

membutuhkan waktu satu siklus untuk melakukan eksekusi terhadap suatu intruksi.

Pada perancangan digunakan 12 Mhz sebagai input clock dengan 2 kapasitor

sebesar 27 pF (data sheet AVR hardware design considertions). Gambar 3.11

menunjukan rangkaian osilator.

Gambar 3.11. Rangkaian osilator

R210K

Reset8535

C4

56 nF

SW3

12

VCC

12 Mhz

CRYSTAL C5

27 pF

Xtal 2

Xtal 1

C627 pF

8535


41

3.2.8. Perancangan Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya yang digunakan menghasilkan tegangan catu sebesar +12,

-12, +5 dan -5 Volt. Rangkaian catu daya memperoleh catu atau sumber tegangan dari

jala-jala listrik PLN. Tegangan AC 220 volt harus diturunkan terlebih dahulu melalui

trafo 1 A, penurunan tegangan menjadi sekitar 15 V dan 6 V. Tegangan AC tersebut

kemudian diserahkan oleh dioda bridge, sehingga menghasilkan gelombang penuh.

Gambar 3.12. Rangkaian catu daya

Pengatur tegangan yaitu IC LM7812, LM7912, LM7805 dan

LM7905digunakan untuk menghasilkan tegangan arus searah keluaran sebesar +12

volt, -12 volt, +5 volt dan -5 volt. Rangkaian catu daya dapat dilihat pada gambar 3.12,

pemasangan kapasitor C1 sebesar 470µF pada rangkaian ini digunakan untuk

mengurangi tegangan ripple yang mempunyai frekuensi rendah. Sedangkan

pemasangan kapasitor C2 sekitar 100nF digunakan untuk mengurangi tegangan yang

mempunyai frekuensi yang lebih tinggi dan memantapkan tegangan +12 volt, -12 volt,

+5 volt dan -5 volt.

C4100 nF

C6CAP

- 12V

U1LM7812

1

2

3VI

GN

D

VO

-5V

100 nF

AC 220 V

U2

LM7912C/TO220

2 3

1

IN OUT

GN

D

15 V

C1

+12V

15V

470 uFC2

- +

D1DIODE BRIDGE

1

2

3

4

U3LM7805/TO

1

3

2VIN

GN

D

VOUT

C5

CAP

C3

470 uF

U5LM7905/TO3

3

1

2VIN

GN

D

VOUT

GND

+5V

T2

TRANSFORMER CT

1 5

6

4 8


42

3.2.9. Perancangan Rangkaian Penampil

3.2.9.1. Rangkaian Indikator LED

Pada perancangan ini digunakan LED warna sebagai indikator. LED 1 sebagai

indikator sistem ON (siap digunakan). LED 2 sebagai indikator adanya sejumlah beban

yang tepakai. Cara kerja rangkaian yaitu jika tedapat sejumlah beban, sensor arus akan

memberi masukan pada mikrokontroler dan akan memberi logika 1 pada LED 2. Port

yang digunakan untuk menampilkan LED yaitu pada port C6 dan port C7. Jika

tegangan keluaran pin I/O ini sebesar 4,8V dan arusnya sebesar 20mA (data sheet AVR

ATmega 8538), maka dengan mengetahui besarnya nilai dan arus mikrokontroler,

besarnya nilai R pada rangkaian LED berdasarkan persamaan 2.7 dapat dihitung.

- =4,8

20 +10:D = 240 Ω

Nilai 240Ω di pasaran tidak ada, maka dicari pendekatannya sebesar 330Ω.Pada

Gambar 3.13 adalah rangkaian indikator LED.

Gambar 3.13. Rangkaian LED

3.2.9.2. Rangkaian LCD

LCD yang digunakan yaitu LCD LMB162 dengan lebar display 2 baris 16 kolom

yang konfigurasinya dapat dilihat pada gambar 3.14. Pada perancangan LCD

digunakan dua buah potensiometer sebesar 10KΩ dengan fungsi untuk mengatur

contrast dan backlight dari LCD.

Gambar 3.14. Rangkaian LCD

HIJAULED

PC7

220

220 MERAHLED

R1

PC6

R2


43

3.3. Perancangan Perangkat Lunak

3.3.1. Flowchart utama

START

INISIALISASI PORT I/O, LCD,

TIMER0 187,5KHz, TIMER2 375kHz,

TIMER INTERUPT, INT0 INTERUPT,

High Speed ADC 10bit 187,5 kHz.

LCD DISPLAY JUDUL PENELITIAN

Salin Data EEPROM Ke RAM,

Reset Register X = 0, Y = 0.

PICU = 0, Triac Driver = 0.

Start Timer 0 & Timer 2

Register Z = Z + 1,

Read ADC ch.0 = A.0,



C.0 = C.0 + A.0,

C.1 = C.1 + A.1,

C.2 = C.2 + A.2.

?

Y > 8

HITUNG DATA :

I load = (C.0/Z) * 0.0029 + 0.1087,

I dumy = (C.1/Z) * 0.0029 + 0.1087,

Volt = (C.2/Z) * 0.31656214 ,

P load = I load * Volt ,

P dumy = I dumy * Volt .

PICUPICU

RESET REGISTER :

C.0 = 0, C.1 = 0, C.2 = 0,

Y = 0, Z = 0.

STOP

Gambar 3.15. Alur program utama


44

Gambar 3.15 menunjukkan alur program utama. Pada alur program utama

terdiri dari beberapa proses. Pada proses pertama sistem akan dan melakukan

inisialisasi. Inisialisai port I/O mikrokontroler, mengaktifkan dan setting timer0

187,5 khz, mengaktifkan dan setting timer2 375 khz, mengaktifkan INT0,

mengaktifkan ADC 10 bit dan LCD akan menampilkan judul penelitian. Pada

proses kedua data EEPROM akan dikirim ke RAM, reset x = 0 dan y = 0, setting

picu = 0 dan TRIAC = 0 dan memulai timer0 dan timer2. Pada proses ketiga

membaca ADC. PortA.0, portA.1 dari sensor arus dan portA.2 dari sensor

tegangan. Register Z melalui INT0 (zero crossing detector) sebagai penghitung

pengambilan data ADC. Pada proses keempat, jika pengambilan data ADC sudah

mencapai 8 kali, maka akan melanjutkan proses berikutnya. Jika belum 8 kali, maka

akan berhenti dan tidak melanjutkan proses berikutnya.

Proses berikutnya, yaitu proses kelima adalah mengitung data yang telah

diperoleh. Variabel yang dihitung adalah ( &, &', ( &, &' dan . Pada

proses kelima adalah memicu sudut oleh TRIAC agar total daya 450 watt. Proses

terakhir adalah me-reset register C0, C1, C2, Y dan Z sama dengan nol.

3.3.2. Flowchart pemicu sudut

Gambar 3.16. Alur program pemicu sudut


45

Gambar 3.16 menunjukkan alur program pemicu sudut. Pada alur program ini

terjadi tiga proses utama pengambilan keputusan. Pengambilan keputusan pertama

yaitu penurunan beban dummy jika dari 450 watt. Pada tahap ini sebelum proses

daya dummy bernilai maksimal. Jika daya terpakai lebih besar dari 450 watt, maka

akan melanjutkan proses pengambilan keputusan berikutnya, yakni apakah PICU

lebih kecil dari 50. Jika YA maka picu akan dinaikkan satu. Proses penambahan

PICU +1 ini akan terus dilakukan sampai PICU ≥ 50. Pada saat keadaan PICU ≥ 50

daya dummy bernilai 0, dan pada saat keadaan yang sama penambahan PICU +1

akan berhenti.

Pengambilan keputusan kedua yaitu proses penurunan nilai daya dummy, jika

daya terpakai kurang dari 450 watt. Jika selisih antara 450 dengan daya terpakai

lebih kecil dari daya dummy, maka akan melanjutkan proses pengambilan

keputusan berikutnya, yakni apakah PICU lebih kecil dari 50. Jika YA maka picu

akan dinaikkan satu. Proses penambahan PICU +1 ini akan terus dilakukan sampai

PICU ≥ 50. Pada saat keadaan PICU ≥ 50 daya dummy bernilai 0, dan pada saat

keadaan yang sama penambahan PICU +1 akan berhenti.

Pengambilan keputusan ketiga yaitu proses penaikan daya dummy. Jika selisih

antara 450 dengan daya terpakai lebih besar dari daya dummy, maka akan

melanjutkan proses pengambilan keputusan berikutnya, yakni apakah PICU lebih

besar dari 1. Jika YA maka picu akan dikurangkan satu. Proses pengurangan PICU

-1 ini akan terus dilakukan sampai PICU ≤ 0. Pada saat keadaan PICU ≤ 0 daya

dummy bernilai 450 watt, dan pada saat keadaan yang sama penambahan PICU -1

akan berhenti.

Jika dari ketiga proses pengambilan keputusan tersebut tidak ada yang

cocok/YA, maka akan berhenti.


46

3.3.3. Flowchart zero crossing detector

Gambar 3.17. Alur program zero crossing detector

Gambar 3.17 menunjukkan alur program zero crossing detector. Pada alur

program ini akan mengaktifkan INT0. Setiap terjadi interupsi dari zero crossing

detector, akan melakukkan reset nilai counter (x, y dan z), mematikan TRIAC dan

menyalakan LED.

3.3.4. Flowchart timer2

?

X = PICU

YA

START

X = X + 1

Triac Driver = 0 Triac Driver = 1

STOP

TIDAK

Gambar 3.18. Alur program timer2


47

Gambar 3.18 menunjukkan alur program timer2. Pada alur program timer2 ini,

jika terjadi interupsi akan mencacah counter x, jika nilai x sama dengan nilai picu

maka TRIAC akan ON. Jika tidak TRIAC akan OFF

3.3.5. Flowchart LCD

Gambar 3.19. Alur program LCD

Gambar 3.19 menunjukkan alur program LCD. Pada alur program LCD ini, jika

tombol up ditekan maka LCD akan memproses isi dari SET_LCD +1 dan

menampilkan LCD dan delay 100 ms. Jika tombol down ditekan maka LCD akan

memproses isi dari SET_LCD -1 dan menampilkan LCD dan delay 100 ms. Jika

tidak keduanya maka LCD akan menampilkan berdasarkan isi SET_LCD yang

sudah diisi di RAM dan EEPROM.


48

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahas mengenai hasil pengamatan dari dummy load untuk beban 450

watt. Hasil pengamatan dan pengambilan data dilakukan yang dilakukan berupa perubahan

arus pada beban terpakai dan beban dummy (semu), ketika daya beban tepakai diubah-

ubah.

4.1. Hasil Implementasi Alat

Implementasi dari dummy load untuk beban 450 watt tersusun atas rangkaian sensor

arus, rangkaian sensor tegangan, rangkaian pengondisi sinyal untuk sensor arus, rangkaian

driver TRIAC, rangkaian zero crossing detector, rangkaian sistem minimum

ATmega8535, rangkaian beban dummy, rangkaian LCD 16x2, rangkaian LED, rangkaian

keypad dan rangkaian regulator tegangan. Gambar 4.1 dan gambar 4.2 menunjukkan

bentuk fisik dari dummy load beban 450 watt.

Gambar 4.1. Bentuk fisik alat tampak samping

Gambar 4.2. Bentuk fisik alat tampak atas

Pada gambar 4.2 memperlihatkan urutan nomor beberapa bagian rangkaian dari

dummy load beban 450 watt, yang terdiri dari:

1. Trafo CT 1 amper

2. Rangkaian power supply

3. Rangkaian LCD 16x2

4. Rangkaian indikator LED

5. Rangkaian driver TRIAC


49

6. Rangkaian zero crossing detector

7. Rangkaian pengondisi sinyal sensor arus

8. Rangkaian sensor arus

9. Rangkaian TRIAC

10. Rangkaian dummy load

11. Stop kontak

12. Rangkaian sensor tegangan

13. Tombol power sistem

14. Tombol power beban

15. Keypad pengatur tampilan LCD

Dummy load beban 450 watt akan bekerja otomatis menstabilkan daya beban total

sebesar 450 watt walaupun besar beban terpakai diubah-ubah, sekalipun besar beban

terpakai nol. Pada alat ini terdapat 2 tombol power, yaitu tombol power sistem dan tombol

power beban (beban dummy dan beban terpakai). Ketika tombol power sistem ditekan,

maka pada layar LCD 16x2 akan tampil nilai tegangan, arus dan daya, dengan 4 kategori,

yaitu beban dummy, beban terpakai, nilai analog ADC dan nilai digital ADC. Tampilan

kategori pada LCD 16x2 akan dikontrol dengan menggunakan keypad. Pada tahap ini

sistem pada ADC mikro hanya memproses masukan dari sensor tegangan dan zero

crossing detector. Ketika tombol power beban ditekan, maka beban dummy dan beban

terpakai akan terhubung tegangan jala-jala 220 volt. Pada tahap ini sistem secara kalang

tertutup akan mengontrol jumlah daya beban total (beban dummy+beban terpakai) sebesar

450 watt. Proses ini berlangsung terus menerus hingga tombol power ditekan dari ON

menjadi OFF atau sistem dimatikan.

4.2. Proses Pengambilan Data

Penelitian dilakukan di Laboratorium Tugas Akhir Teknik Elektro, Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta. Pengambilan data pada penelitian ini bagi menjadi 2 kategori,

yaitu pengambilan data pada sub sistem dan pengambilan data pada sistem keseluruhan.

Langkah – langkah yang dilakukan dalam pengambilan data adalah:

1. Menyiapkan peralatan yang dibutuhkan dalam penelitian. Alat ukur yang

dibutuhkan yaitu multimeter (meliputi: amper meter, volt meter, ohm meter,dll),

osiloskop, trafo step down dan kabel. Gambar 4.3, gambar 4.4 dan gambar 4.5

memperlihatkan alat ukur dan peralatan yang dibutuhkan dalam penelitian.


50

Gambar 4.3. Multimeter digital

Gambar 4.4. Trafo step down

Gambar 4.5. Osiloskop digital

2. Melakukan uji coba alat, pengukuran dan pengambilan data. Pada tahap ini

dilakukan uji coba alat dan melakukan pengukuran sesuai dengan teori dasar

listrik. Jika belum sesuai dengan perancangan yang telah dibuat, maka akan

dilakukan perbaikan sampai hasil yang didapat sesuai dengan yang diharapkan.

Proses selanjutnya adalah pengambilan data. Pengambilan data dilakukan dengan

menulis data sesuai kriteria yang ingin didata.

4.3. Hasil Penelitian dan Pembahasan

Hasil penelitian ini meliputi hasil pengukuran dan pengambilan data dari beberapa

sub sistem dan sistem keseluruhan. Jika belum sesuai dengan perancangan yang telah

dibuat, maka akan dilakukan perbaikan sampai hasil yang didapat mendekati dengan

rancangan yang diharapkan. Pengambilan data dilakukan dengan menulis data sesuai

kriteria yang ingin didata.


51

4.3.1. Pengujian Sub Sistem

Pengujian sub sistem terdiri dari beberapa pengujian, diantaranya pengujian

rangkaian regulator tegangan, pengujian trangkaian zero crossing detector, pengujian

rangkaian sistem minimum ATmega8535, pengujian rangkaian driver TRIAC, pengujian

rangkaian sensor tegangan, pengujian rangkaian sensor arus dan pengujian rangkaian

pengondisi sinyal sensor arus.

4.3.1.1.Rangkaian Regulator Tegangan

Dummy load beban 450 watt menggunakan 3 rangkaian regulator yang berfungsi

sebagai supply tegangan seluruh sistem. Rangkaian regulator terdiri dari rangkaian

regulator 5 volt menggunakan IC 7805, rangkaian regulator -5 volt menggunakan IC

7905 dan rangkaian regulator 12 volt menggunakan IC 7812. Sumber tegangan yang

digunakan berasal dari trafo CT step down 15 volt, kemudian disearahkan oleh dioda

bridge, sehingga menghasilkan gelombang penuh. Selanjutnya gelombang penuh dari

dioda bridge akan distabilkan oleh sebuah filter melalui kapasitor yang nantinya akan

diteruskan ke IC regulator tegangan. Rangkaian regulator tegangan ditunjukkan pada

gambar 4.6.

Gambar 4.6. Rangkaian regulator tegangan

Rangkaian regulator 5 volt digunakan sebagai supply tegangan pada zero crossing

detector. Rangkaian regulator -5 volt digunakan sebagai supply tegangan pada zero

crossing detector. Rangkaian regulator 12 volt digunakan sebagai supply tegangan pada

sistem minimum, driver TRIAC, pengondisi sinyal sensor arus. Tabel 4.1 adalah

pengujian output tegangan pada ketiga rangkaian regulator.


52

Tabel 4.1 Output tegangan dari rangkaian regulator -5 volt, 5 volt dan 12 volt

Input Output (teori) Output Error

Regulator -5 volt -15,84 V -5 V -5,6 V 12 %

Regulator 5 volt 14,6 V 5 V 5,006 V 0,12 %

Regulator 12 volt 14,18 V 12 V 11,78 V 1,833 %

Tabel 4.1 memperlihatkan output tegangan dari kedua rangkaian regulator. Pada

pengujian ini dilakukan 1 kali. Pada rangkaian regulator -5 volt terdapat error output

sebesar 12 %. Tegangan -5 volt digunakan sebagai supply rangkaian zero crossing

detector pada IC komparator LM741. Sesuai dengan datasheet, tegangan kerja pada

LM741 adalah ±5 volt sampai ±18 volt, sehingga error output tidak berpengaruh

terhadap kerja IC komparator LM741. Rangkaian regulator 5 volt digunakan sebagai

supply rangkaian zero crossing detector pada IC komparator LM741, terdapat error

output sebesar 0,12 %. Sesuai dengan datasheet, tegangan kerja pada LM741 adalah ±5

volt sampai ±18 volt, sehingga error output tidak berpengaruh terhadap kerja IC

komparator LM741. Pada rangkaian regulator 12 volt terdapat error output sebesar 1,833

%. Tegangan 12 volt digunakan sebagai supply rangkaian driver TRIAC, rangkaian

sistem minimum mikrokontroler ATmega8535, rangkaian pengondisi sinyal sensor arus

dan rangkaian sensor arus. Pada rangkaian sistem minimum Atmega8535, rangkaian

pengondisi sinyal sensor arus ACS712 dan rangkaian sensor arus ACS712 supply 12 volt

menjadi masukan IC regulator 7805 pada tiap rangkaian tersebut, jadi error output tidak

berpengaruh terhadap rangkaian tersebut, karena sesuai dengan datasheet input minimal

IC regulator 7805 adalah 5 volt-18 volt. Pada rangkaian driver TRIAC error yang terjadi

juga tidak bepengaruh karena masih bisa ditoleransi, karena melalui pengujian, rangkaian

ini masih biasa bekerja.

4.3.1.2.Rangkaian Zero Crossing Detector

Rangkaian zero crossing detector digunakan sebagai pendeteksi nol pada fasa

tegangan 220 jala-jala PLN. Gambar 4.7 menunjukkan rangkaian fisik zero crossing

detector. Pendeteksi nol bertujuan untuk memberikan sinyal acuan saat dimulainya sinyal

trigger untuk memicu TRIAC.


53

Gambar 4.7. Rangkaian zero crossing detector

Pada rangkaian zero crossing detector ini digunakan IC komparator LM741,

berbeda dengan perancang yang menggunakan IC komparator LM393. Hal ini

dikarenakan prinsip komparator yang sama dan IC LM741 yang sudah tersedia, tidak

perlu membeli.

Pada rangkaian zero crossing detector vcc 5 volt, vee -5 volt dan ac input sebesar 6

volt. Gambar 4.8 memperlihatkan gelombang input zero crossing detector, dengan Vrms

6,5 volt. Keluarannya berupa sinyal kotak dengan Vpp 5 volt, frekuensi 50 hertz dan

duty cycle 50%. Hasil dari keluaran tersebut sesuai dengan kebutuhan yang diharapkan.

Keluaran sinyal kotak tersebut akan dihubungkan sebagai input mikrokontroler INT0 (pin

16). Gambar 4.9 merupakan hasil keluaran sinyal dari IC komparator LM741. Pada

gambar 4.8 sinyal output zero crossing detector terlihat sempurna.

Gambar 4.8. Sinyal input zero crossing detector


54

Gambar 4.9. Sinyal output zero crossing detector

4.3.1.3.Rangkaian Sistem Minimum ATmega8535

Sistem minimum mikrokontroler ATmega8535 yang disertai IC regulator 7805

untuk memenuhi kebutuhan tegangan 5 volt. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler

ATmega8535 ditunjukkan pada gambar 4.10.

Gambar 4.10. Rangkaian sistem minimum

Pengujian sistem minimum sistem bertujuan untuk mengetahui apakah rangkaian

ini dapat berfungsi sesuai perancangan. Pengujian dilakukan dengan membuat program

untuk memberikan nilai logika 0 dan logika 1 pada output mikrokontroler, yaitu pada

port A, port B, port C dan port D. Dari masing-masing port kemudian dihubungkan

dengan modul LED aktif rendah sebagai penampil output mikrokontroler. Pada saat

pemberian logika 0 lampu LED pada modul menyala dan saat pemberian logika 1, lampu

LED pada modul padam. Gambar hasil pengujian minimum sistem dapat dilihat pada

gambar 4.11, sedangkan program yang ditulis mikrokontroler adalah sebagai berikut:


55

#include <mega8535.h> //mikrokontroler yang digunak an ATmega8535

void main(void)

PORTA=0xff; // port yang digunakan = port A

//nilai 0xff = mula-mula nilai port A.7– A.0 logika 1

DDRA=0xff; //fungsi port sebagai fungsi output

while(1) //pengulangan

PORTA=0x0f; // output port A.0 – A.3 pada logika 1 (LED terhubung A.0 –

A.3 padam )

// ouput port A.4 – A.7 pada logika 0 (LED terhubung A.4– A.7

menyala)

;

Program di atas juga diuji pada port B, port C dan port D sistem minimum yaitu

dengan cara mengganti listing program pada output port B, port C dan port D. Dari hasil

percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa sistem minimum ATmega8535 telah

berhasil dan sesuai dengan yang dirancang.

Gambar 4.11. Hasil pengujian sistem minimum dengan modul LED

4.3.1.4.Rangkaian Driver TRIAC

Driver TRIAC yang digunakan adalah rangkaian isolasi. Rangkaian isolasi

digunakan sebagai penghubung antara TRIAC dan pembangkit pulsa gerbang dari

mikrokontroler. Rangkaian driver TRIAC ditunjukkan pada gambar 4.12.

Gambar 4.12. Rangkaian driver TRIAC


56

Melalui pengujian dengan menggunakan osiloskop dan masukan pulsa trigger,

maka diperoleh gelombang keluaran seperti pada gambar 4.13, pada gambar tersebut

diperoleh periode gelombang sebesar 10 ms. Gambar 4.14 menunjukkan masukan pulsa

trigger dari mikrokontroler dengan periode 10 ms. Pada gambar 4.13 memperlihatkan

gelombang keluaran sebagai pulsa picu pada gate TRIAC. Nilai periode 10 ms bertujuan

agar gelombang trigger dapat memicu 2 kali setiap 10 ms pada gelombang AC 20 ms.

Gambar 4.13. Gelombang keluaran driver

TRIAC

Gambar 4.14. Pulsa trigger mikrokontroler

4.3.1.5.Rangkaian Sensor Tegangan

Rangkaian sensor tegangan yang digunakan adalah mengambil 2 tegangan 9 volt

dari trafo step down CT kemudian disearahkan dengan 2 dioda lalu di-filter dengan

menggunakan kapasitor. Setelah itu dihubungkan dengan rangkaian resistor pembagi

tegangan dengan hubung seri 2,2 kΩ dengan 1,1 kΩ. Tabel 4.2 memperlihatkan tegangan

pada rangkaian sensor tegangan. Tegangan setelah disearahkan dengan 2 dioda sebesar

11,11 volt. Sehingga tegangan pada resistor 1,1 kΩ sebesar 3,703 volt. Tegangan 3,707

volt sudah cukup menjadi masukan ADC mikrokontroler. Gambar 4.14 memperlihatkan

rangkaian sensor tegangan yang terhubung langsung dengan trafo CT.

Pada tabel 4.2 memperlihatkan pengukuran pada rangkaian sensor arus.

sebesar 11,11 volt, , Ω sebesar 7,406 dan , Ω sebesar 3,703 volt.

Sedangkan pada tabel 4.3 memperlihatkan perbandingan antara tegangan PLN dan

tegangan sensor tegangan.


57

Gambar 4.15. Rangkaian sensor tegangan

Gambar 4.16. Rangkaian skematik sensor tegangan

Tabel 4.2. Tegangan pada sensor arus

, Ω , Ω

11,11 volt 7,406 volt 3,703 volt

Tabel 4.3. Perbandingan tegangan AC dan tegangan sensor tegangan

222,1 Vac 3,703 Vdc

4.3.1.6.Rangkaian Sensor Arus

Pada rangkaian sensor arus ini menggunakan IC ACS712. Sensor ini mendeteksi

arus yang mengalir pada sensor. Sensor ini membutuhkan tegangan input sebesar 5 volt.

Gambar 4.17 dan gambar 4.18 memperlihatkan rangkaian sensor arus. Tabel 4.4

memperlihatkan tegangan output pada ACS712 ketika dialiri arus.

Pada tabel 4.4 masih terdapat error pada perbandingan Vout sensor arus secara

teori dan Vout sensor secara praktek. Error terbesar pada pengukuran arus beban 2,09

ampere, sedangkan error terkecil pada pengukuran arus beban 0,272 ampere dan 0,454


58

ampere. Adanya error ini tentu saja dapat mempengaruhi data yang masuk ke rangkaian

pengondisi sinyal. Data dari pengondisi sinyal ke mikrokontroler tentu saja juga dapat

mempengaruhi olah data dan akan menimbulkan error pada data berikutnya. Pada tahap

uji rangkaian ini, rangkaian ini tetap digunakan, karena sensor arus yang berbentuk IC

sulit untuk diperbaiki. Muncul dugaan mungkin karena kesalah teknis pada penyolderan

kaki IC sensor arus yang terlalu panas dapat berdampak pada hall effect pada IC sensor.

Gambar 4.17. Rangkaian sensor ACS712

tampak bawah

Gambar 4.18. Rangkaian sensor arus

ACS712 tampak atas

Tabel 4.4. Tegangan output ACS712 saat dialiri arus

() (amper) (volt) (volt)

0 0 220 2,500

60 0,272 220 2,555

100 0,454 220 2,588

160 0,727 220 2,644

200 0,909 220 2,678

260 1,181 220 2,731

300 1,363 220 2,766

360 1,636 220 2,822

400 1,818 220 2,857

460 2,090 220 2,912

4.3.1.7.Rangkaian Pengondisi Sinyal Sensor Arus

Pada rangkaian pengondisi sinyal sensor arus digunakan rangkaian penguat

diferensial. Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang

telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi. Besar


59

penguatannya sebesar 8,33 kali. Gambar 4.19 memperlihatkan rangkaian pengondisi

sensor arus.

Gambar 4.19. Rangkaian pengondisi sinyal sensor arus

Tabel 4.5. Tegangan output pengondisi sinyal terhadap input dari sensor arus

(volt) ! " # " $%%%

2,912 3,333 8,333 8,089 2,92 %

2,857 2,837 8,333 7,946 4,64 %

2,822 2,520 8,333 7,826 6,08 %

2,766 2,035 8,333 7,650 8,19 %

2,731 1,728 8,333 7,480 10,23 %

2,678 1,242 8,333 6,977 16,27 %

2,644 0,962 8,333 6,680 19,83 %

2,588 0,549 8,333 6,238 25,14 %

2,555 0,306 8,333 5,563 33,24 %

2,500 0,101 8,333 - -

Pada tabel 4.5 memperlihatkan perbandingan dan error pada tegangan keluaran

pada rangkaian pengondisi sinyal. Nilai !(teori) = V2 − V1 (RfRi2 ), dimana

2 = dan 1 = 12 2 = 1

2 2 . 5 = 2,5 5. Nilai error terbesar terjadi

pada tegangan input pengondisi sinyal bernilai 2,555 volt. Adanya error tersebut, penulis

berasumsi bahwa nilai komponen pada rangkaian ini kurang presisi sebagaimana dengan

nilai teorinya. Hal ini dikarenakan nilai komponen yang dijual dipasaran tidak semuannya


60

presisi. Tingkat keberhasilan dari rangkaian pengondisi sinyal sensor arus ini sebesar 86

%.

4.3.2. Pengujian Sistem Keseluruhan

Pengujian sistem keseluruhan dilakukan dengan pengambilan data disertai gambar-

gambar gelombang listrik. Pengambilan gambar-gambar gelombang listrik dilakukan

dengan cara menghubungkan tegangan beban dummy ke trafo step down.Teknik

pengambilan data dengan cara mengubah-ubah daya beban terpakai. Setelah itu dilakukan

pengukuran nilai arus, tegangan pada beban dummy dan beban terpakai. Beban terpakai

yang digunakan adalah bohlam dengan nilai daya beban bervariasi, bohlam yang tersedia

bernilai 60 watt dan 100 watt.

Tabel 4.6 memperlihatkan data pengukuran sistem keseluruhan pada beban terpakai

dan beban dummy. Pada data pengukuran manual beban dummy, nilai daya diperoleh jauh

dari perhitungan teori. Sedangkan pada tabel 4.7 memperlihatkan data sistem keseluruhan

oleh mikrokontroler, hasil pengukuran beban dummy, nilai daya diperoleh mendekati

dengan perhitungan teori. Perbedaan antara kedua data pengukuran tersebut karena

pengukuran manual data yang terukur pada alat ukur berubah-ubah, sedangkan data hasil

pengukuran oleh mikrokontroler hampir mendekati perhitungan teori, sebab pada

mikrokontroler proses pengukuran dilakukan secara sampling atau berulang-ulang dalam

tempo yang sangat cepat dan kemudian dirata-ratakan.

Tabel 4.7. Data sistem keseluruhan oleh mikrokontroler

() 67 (8) 67 (") 7!!9() 7!!9(")

216 0 0 441 2,033

219 60 0,304 392 1,726

219 100 0,422 364 1,651

219 160 0,647 311 1,431

219 200 0,818 264 1,227

219 260 1,076 210 0,960

219 300 1,250 156 0,876

218 360 1,520 97 0,441

218 400 1,700 69 0,356

218 460 1,968 26 0,110


61 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

62

4.3.1.1.Pengujian Daya Beban Terpakai Nol

Pada pengujian daya beban terpakai nol, tidak ada nilai beban yang terbebani pada

beban terpakai. Pada pengujian ini beban dummy terbebani penuh dengan daya senilai

450 watt. Gambar 4.20 memperlihatkan gelombang listrik pada beban dummy saat daya

beban terpakai nol.

Gambar 4.20. Gelombang listrik daya beban dummy pada pengujian daya beban

terpakai nol

Pada tabel 4.8 memperlihatkan saat tidak ada beban terpakai, nilai daya beban

dummy terukur sebesar 460,61 watt, dengan error 2,36 % dari nilai teori daya beban

dummy.

4.3.1.2. Pengujian Daya Beban Terpakai 60 watt

Pada pengujian daya beban terpakai 60 watt, digunakan 1 buah bohlam 60 watt.

Pada pengujian ini nilai daya beban dummy adalah selisih dari 450 watt dengan 60 watt,

sehingga nilai daya beban dummy pada pengujian ini bernilai 390 watt. Gambar 4.21

memperlihatkan gelombang listrik pada beban dummy saat daya beban terpakai bernilai

60 watt.


63

Gambar 4.21. Gelombang listrik daya beban dummy pada pengujian daya beban 60

watt

Pada tabel 4.8 memperlihatkan saat daya beban terpakai 60 watt, nilai daya beban


dummy.

4.3.1.3.Pengujian Daya Beban Terpakai 100 watt





100 watt.


100 watt


64



dummy.


Pada pengujian daya beban terpakai 160 watt, digunakan 1 buah bohlam 100 watt

dan 1 buah 60 watt. Pada pengujian ini nilai daya beban dummy adalah selisih dari 450

watt dengan 160 watt, sehingga nilai daya beban dummy pada pengujian ini bernilai 290

watt. Gambar 4.23 memperlihatkan gelombang listrik pada beban dummy saat daya beban

terpakai bernilai 160 watt.


160 watt



dummy.






200 watt.


65


200 watt



dummy.



dan 1 buah bohlam 60 watt. Pada pengujian ini nilai daya beban dummy adalah selisih

dari 450 watt dengan 260 watt, sehingga nilai daya beban dummy pada pengujian ini

bernilai 190 watt. Gambar 4.25 memperlihatkan gelombang listrik pada beban dummy

saat daya beban terpakai bernilai 260 watt.


260 watt


66



dummy.






300 watt.


300 watt



dummy.



dan 1 bohlam 60 watt. Pada pengujian ini nilai daya beban dummy adalah selisih dari 450

watt dengan 360 watt, sehingga nilai daya beban dummy pada pengujian ini bernilai 90

watt. Gambar 4.27 memperlihatkan gelombang listrik pada beban dummy saat daya beban

terpakai bernilai 360 watt.


67


360 watt



dummy.

4.3.1.9.Pengujian daya Beban Terpakai 400 watt





400 watt.


400 watt


68



dummy.



dan 1 buah bohlam 60 watt. Pada pengujian ini nilai daya beban dummy adalah selisih

dari 450 watt dengan 460 watt, sehingga nilai daya beban dummy pada pengujian ini

bernilai 0 watt. Gambar 4.29 memperlihatkan gelombang listrik pada beban dummy saat

daya beban terpakai bernilai 460 watt.



dummy terukur sebesar 41,99 watt, dengan error tiadak terdefinisi dari nilai teori daya

beban dummy.


69

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan pengujian dan pengambilan data dummy load dengan beban 450 watt,

dapat disimpulkan bahwa:

1. Secara keseluruhan dummy load dengan beban 450 watt sudah dapat

bekerja. Namun tingkat akurasi dalam mengalihkan daya antara beban

terpakai dan beban dummy masih kurang tepat.

2. Penambahan sub sistem rangkaian sensor tegangan, agar lebih akurat

dalam proses perhitungan dalam pemrograman mikrokontroler.

3. Pada saat TRIAC memotong gelombang AC pada sudut tertentu (lebih

dari nol), maka tegangan rms pada beban dummy akan berkurang

berbanding lurus dengan arus beban dummy.

5.2. Saran

1. Perlunya penelitian dengan metode yang akurat dalam merancang

perangkat keras maupun perangkat lunak, agar hasil yang dirancang

sesuai dengan yang diharapkan.

2. Perlunya bertindak hati-hati dalam melakukan penelitian dan pengukuran

pada objek atau hal yang berhubungan dengan tegangan AC 220 volt.

3. Perlunya ketelitian dalam melihat dan mengecek α (pergeseran sudut)

pada gelombang sinusoidal AC pada osiloskop.


70

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sambutan Direktur Teknik dan Lingkungan Ketenagalistrikan dalam Seminar

Nasional Modern Electrical Engineering and Its Application di Universitas Kristen

Maranatha, 20 Maret 2010.

[2] Jurnal Teknik, Volume IX, No. 2, 99 – 109, Fakultas Teknik – Universitas Jendral

Achmad Yani,Perancangan Electronic Load Controller Berbasis Mikrokontroler

sebagai Stabilizer Tegangan dan Frekuensi, Bandung, November 2010.

[3] http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/18772/3/Chapter%20II.pdf, diakses

tanggal 3 Mei 2011.

[4] Winoto, Ardi,Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535, Bandung, 2008.

[5] Data sheet ACS712

[6] Rashid, Muhammad H., Power Electronics Circuits, Devices, and Applications,

Florida, 2003.

[7] http://budikolonjono.blogspot.com/2009/09/travo.html, diakses tanggal 4 April

2011.

[8] http://zerodetectorscribd.com/2008/07.html , diakses tanggal 3 September 2011.

[9] Boleystad, Robert and Nashelsky Englewood Cliffs, Electronic Devices and Circuit

Theory, New Jersey, 1996

[10] http://journal.mercubuana.ac.id/data/2_Op-amp.pdf, diakses tanggal 4 Agustus

2011.

[11] PT PLN Penyaluran dan Pusat Pengatur Beban Jawa Bali, Teori Dasar Listrik,

2008.

[12] Data sheet AVR ATmega 8535

[13] Data sheet LM339



71





[19] Data sheet LMB162

[20] BT136E


72

LAMPIRAN


L1

Rangkaian Sensor Arus ACS712

Rangkaian Pengondisi Sinyal Sensor Arus

Rangkaian Zero Crossing Detector

Rangkaian Driver TRIAC

+

-

U4

LM741

3

26

7 14 5

VCC

VEE

AC IN

R2

5,1K

PD2

C1

10 nR1

1K

MT1/MT2

G

PB3

T1TRANSFORMER

1 5

4 8

VCC

D1

DIODE

D2

DIODE

Q12SC14631

23


L2

Rangkaian TRIAC

Rangkaian Beban Dummy

Rangkaian Sistem Minimum

Gate pada driv er

MT2 pada beban dummy

Q1BT136E

MT1 pada driv er

R R

current sensing

R R

ACS712

R RR

ke driv er (MT1/MT2)

R

ACS712

RR

ke driv er (Gate)

RR

220

V A

C

12

R R R

Q1

TRIAC

R RR RR RR R

ZERO DETECTOR

C3

10uF

DB 2 LCD

Q1

CRYSTAL

LED 2 (MERAH)

DB 3 LCD

SW1

12

IC1

ATMEGA8535-DIL40

3

1213

2

16171819

1110

876

3635343332

37

1

45

9

1415

20 21

403938

31302928272625242322

PB2(INT2/AIN0)

XTAL2XTAL1

PB1(T1)

PD2(INT0)PD3(INT1)PD4(OC1B)PD5(OC1A)

GNDVCC

PB7[SCK)PB6[MISO)PB5(MOSI)

PA4(ADC4)PA5(ADC5)PA6(ADC6)PA7(ADC7)

AREF

PA3(ADC3)

PB0(XCK/T0)

PB3(OC0/AIN1)PB4(SS)

RESET

PD0(RXD)PD1(TXD)

PD6(ICP) PD7(OC2)

PA0(ADC0)PA1(ADC1)PA2(ADC2)

AGNDAVCC

PC7(TOSC2)PC6(TOSC1)

PC5PC4PC3PC2

PC1(SDA)PC0(SCL)

DRIVER TRIAC

DB 4 LCD

VCC

LED 1 (HIJAU)

PENGONDISI SINYAL 1

RS LCD

C1

22pF

Enable LCD

C2

22pF

PENGONDISI SINYAL 2

DB 1 LCD

R110K


L3

Rangkaian Regulator Tegangan

Rangkaian LED

Rangkaian LCD

C4100 nF

C6CAP

- 12V

U1LM7812

1

2

3VI

GN

D

VO

-5V

100 nF

AC 220 V

U2

LM7912C/TO220

2 3

1

IN OUT

GN

D

15 V

C1

+12V

15V

470 uFC2

- +

D1DIODE BRIDGE

1

2

3

4

U3LM7805/TO

1

3

2VIN

GN

D

VOUT

C5

CAP

C3

470 uF

U5LM7905/TO3

3

1

2VIN

GN

D

VOUT

GND

+5V

T2

TRANSFORMER CT

1 5

6

4 8

HIJAULED

PC7

220

220 MERAHLED

R1

PC6

R2


L4

LISTING PROGRAM

#include <mega8535.h>

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#include <delay.h>

// Alphanumeric LCD Module functions

#include <alcd.h>

#define up PIND.4 // sw_up

#define down PIND.3 // sw_down

#define led1 PORTD.6 // led_key

#define led2 PORTB.2 // led_green

#define led3 PORTB.1 // led_red

#define triac PORTB.3 // Triac Driver

#define i_offset 30 // Digital Offset output op-amp

#define v_ref 0.0025 // V_ref : 2,56V / 1024 = 0,0025 V/D arus

#define v_cal 0.31656214 // V_ref : 5,12V / 1024 = 0,005 V/D tegangan

// Sensor Tegangan I/O = 222,1 Vac / 3,4 Vdc

// V_cal : 64,705882*0,005 = 0,32352941 Vac/D

eeprom unsigned int dsp_e=0;

bit cek;

unsigned int x0,x1,x2,count_y;

unsigned char dsp,ref,count_x,count_z,picu=50;

float a0,a1,a2,c0,c1,c2,volt,i_load,i_dumy,temp,d_load,d_dumy;

unsigned char buffer[33];

// Read the AD conversion result

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

ADMUX=adc_input|ref;

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

delay_us(10);

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;


L5

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

unsigned char read_adx() // Read sensor input

ref=0xC0,read_adc(1),x1=read_adc(1),x0=read_adc(0); // Ref = Int 2,56 Volt

ref=0x40,read_adc(2),x2=read_adc(2); // Ref = AVCC 5,12 Volt

if ( x1<=i_offset ) led2=0,x1=0; else led2=1; // Offset Load

if ( x0<=i_offset ) led3=0,x0=0; else led3=1; // Offset Dumy

c0+=x0,c1+=x1,c2+=x2,count_y++; // Kumulasi data

if ( !cek ) return 0;

else cek=0; // Averaging Data

a0 =((float) c0/count_y ); // rata2 selama n/2 fasa

a1 =((float) c1/count_y );

a2 =((float) c2/count_y );

count_y=0,c0=0,c1=0,c2=0; return 1; // Reset + Data Ready

;

// External Interrupt 0 service routine

interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void)

triac=0,count_x=0,led1=~led1; // Zero cross detektor

if( ++count_z>=8 ) count_z=0,cek=1; // Place your code here

// Timer 2 comparematch interrupt service routine

interrupt [TIM2_COMP] void timer2_comp_isr(void) // Timer 2 interrupt

// 1/375000 x 75

if ( ++count_x==picu ) triac=1; // = Tiap 1/5000 detik


L6

else triac=0; // Output 1/0 = on/off

// Timer 0 overflow interrupt service routine

interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)

TCNT0=0x44;

if( read_adx()==1 ) // Read sensor ADC

volt = a2 * v_cal; // Kalkulasi Data

if ( a0 > 0 ) i_dumy = a0*0.0029+0.1087;

else i_dumy = 0;

// if ( a1 > 0 ) i_load = ((-9*pow(10,-7))*(a1*a1))+(0.0035*a1)+0.0841;

if ( a1 > 0 ) i_load = a1*0.0029+0.1087;

else i_load = 0; // Place your code here

d_dumy = i_dumy*volt;

d_load = i_load*volt;

if ( d_load >= 450 ) picu=50; // Daya Load lebih besar

else

temp = 450 - d_load; // Daya dummy yg dibutuhan

if ( temp > d_dumy ) // dumy kurang

if ( picu > 1 ) picu--; else picu=1; // = daya dinaikkan

else if ( temp < d_dumy ) // dumy lebih besar

if ( picu < 50 ) picu++; else picu=50; ; // = daya diturunkan

;

;// Reinitialize Timer 0 value

// Declare your global variables here

void loading() // Load data eeprom ke ram

dsp=dsp_e;


L7

void lcd_play() // Tampilkan buffer ke LCD

lcd_clear(),lcd_puts(buffer);

void k_hold() // Keypad not release

while ( !up || !down ) delay_ms(50);

void display_lcd() // Selectif Display

if ( dsp==0 ) // I P Load

sprintf(buffer,"LOAD I:%5.3fA\nV:%3.0fV P: %04.0fW",

i_load,volt,d_load);

else if ( dsp==1 ) // I P Dumy

sprintf(buffer,"DUMMY I:%5.3fA\nV:%3.0fV P: %04.0fW",

i_dumy,volt,d_dumy);

else if ( dsp==2 ) // ADC Analog

sprintf(buffer,"ANALOG L:%04.3fV\nV:%04.2fV D:%04.3fV",

((float)a1*v_ref),(float)a2*0.005,((float)a0*v_ref) );

else if ( dsp==3 ) // ADC Digital

sprintf(buffer,"DIGITAL L: %04.0f\nV: %04.0f D: %04.0f",

a1,a2,a0 );

lcd_play(); // LCD aktif

void main(void)

PORTA=0x00,DDRA=0x00,PORTB=0xF6,DDRB=0xFF; // I/O Port function

PORTC=0xFF,DDRC=0xFF,PORTD=0xFF,DDRD=0xC0;


L8

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: 187,500 kHz // Mode: Normal top=0xFF // OC0 output: Disconnected

TCCR0=0x03;TCNT0=0x44;OCR0=0x00;TCCR1A=0x00;TCCR1B=0x00;TCNT1H=0x00;TCNT1L=0x00;ICR1H=0x00;ICR1L=0x00;OCR1AH=0x00;OCR1AL=0x00;OCR1BH=0x00;OCR1BL=0x00;SPCR=0x00;

// TWI initialization

// TWI disabled

TWCR=0x00;

// Alphanumeric LCD initialization

// Connections specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:

// RS - PORTC Bit 0

// RD - PORTC Bit 1

// EN - PORTC Bit 2

// D4 - PORTC Bit 4

// D5 - PORTC Bit 5

// D6 - PORTC Bit 6

// D7 - PORTC Bit 7

// Characters/line: 8

lcd_init(16),delay_ms(10),loading();

led1=0,led2=0,led3=0;

sprintf(buffer," DUMMY-LOAD\n 450 W");

lcd_puts(buffer),delay_ms(2000);

lcd_clear(),lcd_putsf(" PERNANDES\n NIM: 075114025");

delay_ms(1500);

// Global enable interrupts

#asm("sei")

while (1)

if(!down) if ( --dsp==255 ) dsp=0; dsp_e=dsp,display_lcd(),k_hold();

else if ( !up ) if ( ++dsp > 3 ) dsp=3; dsp_e=dsp,display_lcd(),k_hold();

else display_lcd();

delay_ms(100);

;


L8

180/50 No α ((2π-α+(sin 2α/2))/2π)^1/2 Vo Io I load

3,6 1 3,6 0,700786927 217,94 2,0180068

3,6 2 7,2 0,693787569 215,77 1,9978512

3,6 3 10,8 0,68595154 213,33 1,9752864

3,6 5 18 0,6697929 208,31 1,9287555

3,6 6 21,6 0,662586566 206,06 1,9080039

3,6 7 25,2 0,655885864 203,98 1,8887084

3,6 8 28,8 0,649003601 201,84 1,86889

3,6 9 32,4 0,641311687 199,45 1,8467401

3,6 10 36 0,632734172 196,78 1,8220401

3,6 11 39,6 0,623817479 194,01 1,7963633 60 watt

3,6 12 43,2 0,615313853 191,36 1,771876

3,6 13 46,8 0,607586965 188,96 1,7496254

3,6 14 50,4 0,600307562 186,70 1,7286634

3,6 15 54 0,592694903 184,33 1,7067418

3,6 16 57,6 0,584120732 181,66 1,6820514

3,6 17 61,2 0,574603499 178,70 1,6546453

3,6 18 64,8 0,564808652 175,66 1,6264397 100 watt

3,6 19 68,4 0,555540133 172,77 1,5997498

3,6 20 72 0,547099649 170,15 1,5754444

3,6 21 75,6 0,539022634 167,64 1,5521855

3,6 22 79,2 0,530420177 164,96 1,5274137

3,6 23 82,8 0,520664721 161,93 1,4993216

3,6 24 86,4 0,509885058 158,57 1,4682801

3,6 25 90 0,498886047 155,15 1,436607

3,6 26 93,6 0,48853187 151,93 1,4067908

3,6 27 97,2 0,479047443 148,98 1,3794792

3,6 28 101 0,469799721 146,11 1,3528492 160 watt

3,6 29 104 0,459760339 142,99 1,3239395

3,6 30 108 0,44829315 139,42 1,2909182

3,6 31 112 0,435656603 135,49 1,2545297

3,6 32 115 0,422830778 131,50 1,217596

3,6 33 119 0,410762809 127,75 1,1828448 200 watt

3,6 34 122 0,399579977 124,27 1,1506423

3,6 35 126 0,388413819 120,80 1,1184879

3,6 36 130 0,376016819 116,94 1,0827892

3,6 37 133 0,361696389 112,49 1,0415516

3,6 38 137 0,345852934 107,56 0,9959284

3,6 39 140 0,329706509 102,54 0,9494326 260 watt

3,6 40 144 0,314343442 97,76 0,9051927

Hasil Pehitungan Sudut Tunda α terhadap Tegangan dan Arus Beban Dummy


L9

3,6 41 148 0,299746445 93,22 0,8631587

3,6 42 151 0,284610573 88,51 0,819573

3,6 43 155 0,26715658 83,09 0,769312 300 watt

3,6 44 158 0,246306546 76,60 0,7092716

3,6 45 162 0,222348371 69,15 0,640281

3,6 46 166 0,196596719 61,14 0,5661257

3,6 47 169 0,170055819 52,89 0,4896978 360 watt

3,6 48 173 0,141543111 44,02 0,4075917 400 watt

3,6 49 176 0,105465332 32,80 0,3037011

3,6 50 180 0,03649421 11,35 0,1050898 460 watt


dummy load untuk beban 450 watt - repository.usd.ac.id · memberikan rahmat-nya sehingga penulis...

Documents