pembuatan inverter satu phasa berbasis mikrokontroler dengan

13
POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709 18 Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan Gelombang Sinus Untuk Kontinuitas Pelayanan Listrik Making Inverter Single Phase Microcontroller Based Sine Wave With Electrical Services For Continuity Nazris Nazaruddin Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576, Email : [email protected] ABSTRACT Termination voltage or power outage suddenly can cause demage to electrical equipment. To overcome the above problems are used as source of backup power equipment with inverter systes wich utilize direct voltage to be coverted into alternating voltage. Direct Voltage from the battery is converted into AC Voltage. Generation of pulse width modulations signals digitaly to give a good peformace system because is more resistant to interference / noise. With the aid of step up transformer, the voltage of inverter is increased to 220 V AC. Inveter control circuit consist of a pulse signal generation using AT89C51microcontroller and a power inverter that will produce an a voltage with a sine wave modification Keyword : Inverter, mikrokontroler, battery, frekuensi PENDAHULUAN Teknologi yang berkembang pesat baik di industri maupun di rumah tangga menyebabkan kebutuhan akan sumber daya listrik meningkat. Jika pasokan daya listrik ini tidak mencukupi, kontinuitas pelayanan listrik kepada konsumen tidak tercapai, diperlukan suatu alternatif dalam penyediaan daya listrik yang mampu melayani konsumen secara kontinyu, maka dari itu penulis mencoba menuangkan ide dengan cara membuat alat yang mampu melayani penyedian listrik secara kontinyu. Keunggulan dari alat ini yaitu dapat bekerja sebagai backup listrik dalam waktu yang tertentu selama supply listrik padam dan supply input dari baterai tidak habis. Input masukan dari alat ini yaitu baterai atau aki yang mampu menyediakan sumber listrik tanpa jala-jala PLN. Alat ini digunakan pada saat diperlukan, atau sebagai pengganti listrik PLN yang mengalami gangguan. Dalam rangkaian inverter ini penulis manggunakan transistor, karena transistor dapat menghasilkan keluaran tegangan yang cukup besar. Pembuatan inverter satu phasa ini dilakukan dengan menggunakan komponen-komponen elektronik Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah menghasilkan alat yang dapat memback up sumber listrik jika listrik dari PLN padam sehingga membantu dalam melakukan pekerjaan ketika listrik PLN padam dan dapat menjadikannya sebagai energi listrik utama atau cadangan yang bersumber dari aki 12 V DC , yang dapat diaplikasikan pada rumah tangga sebagai tenaga listrik cadangan dengan biaya yang ekonomis. Inverter Menurut Samir K. Datta (1985) inverter DC ke AC digunakanan untuk mengubah jenis tegangan sbb :Tegangan DC konstan atau tegangan AC yang frekuensi variable (baik untuk 1 phasa maupun 3 phasa ) , tegangan AC yang diserahkan ke

Upload: trannhan

Post on 30-Dec-2016

238 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

18

Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan Gelombang

Sinus Untuk Kontinuitas Pelayanan Listrik

Making Inverter Single Phase Microcontroller Based Sine Wave With

Electrical Services For Continuity

Nazris Nazaruddin

Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576, Email : [email protected]

ABSTRACT

Termination voltage or power outage suddenly can cause demage to electrical equipment. To overcome

the above problems are used as source of backup power equipment with inverter systes wich utilize direct voltage to

be coverted into alternating voltage. Direct Voltage from the battery is converted into AC Voltage. Generation of

pulse width modulations signals digitaly to give a good peformace system because is more resistant to interference /

noise. With the aid of step up transformer, the voltage of inverter is increased to 220 V AC. Inveter control circuit

consist of a pulse signal generation using AT89C51microcontroller and a power inverter that will produce an a

voltage with a sine wave modification

Keyword : Inverter, mikrokontroler, battery, frekuensi

PENDAHULUAN

Teknologi yang berkembang pesat

baik di industri maupun di rumah tangga menyebabkan kebutuhan akan sumber daya listrik meningkat. Jika pasokan daya listrik ini tidak mencukupi, kontinuitas pelayanan listrik kepada konsumen tidak tercapai, diperlukan suatu alternatif dalam penyediaan daya listrik yang mampu melayani konsumen secara kontinyu, maka dari itu penulis mencoba menuangkan ide dengan cara membuat alat yang mampu melayani penyedian listrik secara kontinyu.

Keunggulan dari alat ini yaitu dapat bekerja sebagai backup listrik dalam waktu yang tertentu selama supply listrik padam dan supply input dari baterai tidak habis. Input masukan dari alat ini yaitu baterai atau aki yang mampu menyediakan sumber listrik tanpa jala-jala PLN. Alat ini digunakan pada saat diperlukan, atau sebagai pengganti listrik PLN yang mengalami gangguan. Dalam rangkaian

inverter ini penulis manggunakan transistor, karena transistor dapat menghasilkan keluaran tegangan yang cukup besar. Pembuatan inverter satu phasa ini dilakukan dengan menggunakan komponen-komponen elektronik

Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah menghasilkan alat yang dapat memback up sumber listrik jika listrik dari PLN padam sehingga membantu dalam melakukan pekerjaan ketika listrik PLN padam dan dapat menjadikannya sebagai energi listrik utama atau cadangan yang bersumber dari aki 12 VDC, yang dapat diaplikasikan pada rumah tangga sebagai tenaga listrik cadangan dengan biaya yang ekonomis.

Inverter

Menurut Samir K. Datta (1985) inverter DC ke AC digunakanan untuk mengubah jenis tegangan sbb :Tegangan DC konstan atau tegangan AC yang frekuensi variable (baik untuk 1 phasa maupun 3 phasa ) , tegangan AC yang diserahkan ke

Page 2: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

19

DC kemudian diubah kembali ke AC 1 Phasa atau 3 Phasa atau tegangan output yang frekuensinya variabel.

Penggunaan inverter adalah: Untuk membangkitkan tegangan AC konstan

dengan frekuensi 60 Hz yang didapat dari sumber DC seperti sumber DC tenaga matahari dan battery. Untuk mengatur kecepatan motor induksi 3 phasa dan motor synchron Dipakai dalam UPS Untuk pemanas induksi dan sebagai sumber tegangan cadangan

Berdasarkan bentuk gelombang yang

dihasilkan, inverter dikelompokkan menjadi

tiga yaitu inverter dengan gelombang keluaran

berbentuk square, modified, dan true sine

wave. Inverter yang terbaik adalah yang

mampu menghasilkan gelombang sinusoida

murni atau true sine wave yaitu bentuk

gelombang yang sama dengan bentuk

gelombang dari jaringan listrik (grid utility).

Gambar 1. Bentuk gelombang output inverter

Jenis Gelombang Power Inverter

Ada tiga jenis gelombang yang dihasilkan oleh inverter, pemilihan dari ketiga jenis gelombang ini sangat penting dalam menentukan jenis inverter yang anda butuhkan. a. Gelombang Kotak (Square Wave)

Beberapa tahun lalu, hanya inverter ini yang tersedia, saat ini sudah amat jarang ditemukan, banyak perlengkapan elektronik tidak dapat bekerja pada jenis gelombang Square Wave.

b. Gelombang Sinus Modifikasi (Modified Sine Wave) Ini adalah jenis gelombang pilihan mayoritas masyarakat, produk dengan gelombang ini lebih ekonomis dan range penggunaan fleksibel, peralatan rumah tangga, working tools, komputer dan masih banyak lagi. Namun gelombang ini tidak cocok bila digunakan pada alat-alat dengan presisi gelombang sangat tinggi, seperti laser printer dan alat-alat kedokteran. Untuk penggunaan sehari-hari, di anjurkan menggunakan Inverter bergelombang modified Sine Wave ini.

c. Gelombang Sinus (True Sine Wave) Ini adalah jenis gelombang terbaik output power inverter. True Sine Wave setara bahkan lebih baik dari kualitas gelombang listrik rumahan. Untuk penggunaan ekonomis tidak dianjurkan menggunakan inverter jenis ini, karena harganya yang sangat mahal.

Jenis Inverter Pada sistem Tenaga Listrik

Ada dua jenis inverter yang umum digunakan pada sistem tenaga listrik yaitu: a. Inverter dengan frekuensi dan tegangan

keluaran yang konstan CVCF (Constant Voltage Constant Frequency)

b. Inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran yang berubah-ubah. Umumnya inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran yang berubah-ubah digunakan pada pemakaian khusus seperti pemakaian pada pompa listrik 3 phasa dengan menggunakan sumber tegangan AC. Kerugian cara ini adalah bahwa sistem hanya dapat digunakan pada pemakaian khusus saja, sedangkan keuntungannya adalah kemampuan untuk menggerakkan sistem (beban)

Page 3: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

20

dengan sumber-sumber yang berubah-ubah seperti misalnya photovoltaic atau solar cell.

Jenis Inverter Berdasarkan Tipenya

Moh. Suryadiman dan kawan kawan (2008) mengatakan jenis-jenis inverter berdasarkan tipenya adalah : a. Inverter dengan tipe Quasi-Square Wave

Tipe inverter quasi Square Wave ini hanya mempunyai effisiensi yang tidak terlalu tinggi yaitu 75% sehingga daya sebesar 25% terbuang untuk regulasi dan pengubahan tegangan DC menjadi tegangan AC. Dan di dalam blok osilator dan kontrol tidaklah sederhana sehingga membutuhkan komponen yang banyak dan biaya pembuatannya menjadi mahal .

Gambar 2. Inverter dengan tipe Quasi-Square Wave

b. Pulse With Modulation Inverter

Tipe inverter yang lain adalah tipe pulse with modulation. Tipe inverter ini menghasilkan deretan pulsa-pulsa yang dutycyclenya bervariasi. Pulsa-pulsa ini setelah melalui filter akan dihasilkan sebuah sinyal sinusoidal yang cukup baik. Tipe inverter pulse with modulation ini akan meningkatkan respon regulasi dan respon terhadap tegangan transien yang cukup baik. Walaupun demikian tipe inverter seperti ini masih kompleks namun jumlah penggunaan komponen untuk kontrol

tidak terlalu banyak. Tipe inverter

semacam ini biasanya digunakan pada inverter dengan daya yang besar, sekitar 50KVA. Inverter PWM ini dapat menghasilkan tegangan output yang baik dengan pengurangan komponen filter sehingga rangkaian filter menjadi lebih sederhana dan penurunan biaya pembuatan. Namun tipe inverter ini digunakan pada inverter dengan kapasitas daya yang besar.

c. Step Wave Inverter

Page 4: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

21

Dengan banyaknya inverter akan menghasilkan step yang lebih halus sehingga fungsi filter dapat diminimisasi. Penggunaan inverter

dengan tipe ini jarang dipakai untuk aplikasi komputer tetapi biasanya digunakan untuk aplikasi 3 phasa dengan kapasitas daya yang besar. Walaupun demikian kelemahan sistem inverter ini adalah dengan banyaknya inverter yang digunakan akan menghasilkan sinyal sinus yang baik namun biaya yang dibutuhkan untuk membuat inverter ini menjadi berlipat-lipat tergantung dari jumlah inverter yang digunakan. Yang menjadi titik berat pada tipe inverter ini adalah pada bagian osilator dan kontrolnya karena pada bagian ini akan menghasilkan trigger-trigger bagi SCR-SCR yang berfungsi sebagai inverter tersebut dengan perioda yang disesuaikan antara yang satu dengan

yang lainnya sehingga dapat membentuk sinyal stair case up/down dengan frekuensi yang sesuai dengan frekuensi yang dinginkan.

d. Pulsa PWM Membentuk Sinusoidal

Tipe inverter yang lain adalah tipe pulsa PWM membentuk sinusoidal. Pada rangkaian Step Wave Inverter ini menggunakan inverter yang banyak untuk mendapatkan sinyal sinusoidal yang baik dan pengurangan komponen filter. Jumlah inverter yang digunakan di dalam sebuah sistem UPS biasanya 3 buah tetapi dapat pula berjumlah 6 bahkan 12 (kelipatan 3). Pada tipe regulator ini tegangan DC harus sudah teregulasi sebelum masuk pada bagian inverter agar tidak terjadi pergeseran tegangan kotak yang dihasilkan. sistem UPS dengan inverter ini mempunyai

effisiensi sampai 85% pada beban penuh.

Gambar 3. Pulsa PWM membentuk Sinusoidal

Mikrokontroler

Konsep Dasar Mikrokontroler

Pada tahun 1970 mikrokontroler telah menimbulkan revolusi dibidang perancangan dan pembuatan sistem digital, terutama sistem-sistem yang komplek.

Kemajuan-kemajuan yang telah dicapai dalam teknologi IC menghasilkan chip mikroprosesor yang makin canggih dan makin kecil sehingga memungkinkan ditemukannya sistem peralatan baru yang tidak terbayangkan sebelumnya. Perkembangan lanjutan dari teknologi digital adalah mikrokontroler. Teknologi ini menggabungkan memori, I/O dan mikrokontroler digunakan sebagai otak dari Mikrokontroler. sistem peralatan control digital. Dalam dunia industri mikrokontroler banyak digunakan karena memiliki keunggulan antara lain : a. Dimensi ukuran fisiknya kecil b. Kecepatan operasinya makin tinggi c. Makin handal d. Kemampuan dan fleksibel makin tinggi Dengan kelebihan-kelebihan diatas, maka aplikasi dari mikrokontroler dapat berkembang dengan pesat.

Page 5: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

22

Mikrokontroler AT89C51

Widodo Budiharto.M.Kom (2004) mengatakan mikrokontroler AT89C51 merupakan salah satu keluarga dari MCS 51. sebagai mikrokontroler satu chip, suatu sistem mikrokontroler dapat di kelompokkan menjadi 3 yaitu : 1. Type HMOS dengan ROM internal

2. Type HMOS tanpa ROM internal

(ROMless)

3. Type CMOS dengan ROM internal

Mikrokontroler AT89C51 ini termasuk kedalam versi CMOS 8 bit yang memiliki sistem pemograman kembali flash memory 4 kbyte dengan daya tahan 1000 kali write/erase. Disamping itu juga terdapat : a. 8 bit CPU untuk pengendalian b. Space alamat program dan data memori

64 KB c. Mampu memproses Boolean (logika bit

tunggal) d. 128 byte ON chip data memori e. 4 x 8 bidirectional addressable bit I/O f. 2 timer/counter 16 bit g. Full duplex UART (universal

Asynchronous Receiver Transmiter)

h. 6 sumber interrupt/5 struktur vertor

dengan 2 level prioritas. METODOLOGI

Sebelum membuat perangkat keras diperlukan pemahaman terlebih dahulu mengenai diagram blok sistem. Diagram blok dari keseluruhan sistem

Switch

On/Off

Transformator

Step Up

Beban

Switching

INVERTER

Osilator

Diver

Switching

Aki

Charger

PLN

220 Volt

Trafo

Step Down

Rectifier

f = 50 Hz

Pada blok diagram dapat dijelaskan

cara kerja alat yaitu trafo sebagai penurun tegangan 220 VAC menjadi tegangan 12 vac disearahkan melalui rectifier dan output tegangan 12 VDC akan digunakan rangkaian charger untuk menchager aki sebagai penyimpan tegangan sekaligus sebagai penyedia sumber utama bagi bebanbeban yang nanti akan di supply. Lama waktu pengisian aki tergantung pada besar arus yang mengalir ke aki. Besar arus yang mengalir ke aki tergantung pada pengaturan tegangan pada rangkaian charger. Apabila tegangan yang diberikan dari rangkaian charger besar, maka arus penchargeran keluaran semakin besar. aki yang digunakan

untuk menyimpan tegangan mempunyai rating 12 VDC 80 Ah. Tegangan yang tersimpan di aki digunakan sebagai tegangan masukan untuk mengaktifkan inverter tegangan keluaran 220 VAC. Transfer switch akan bekerja untuk mengaktifkan rangkaian inverter jika posisi saklar pada posisi on, dan menon-aktifkan inverter jika posisi saklar pada posisi off. Pada posisi on, sumber tegangan inverter berasal dari tegangan aki dan output inverter terhubung ke beban.

Perancangan Rangkaian Inverter

Rangkaian inverter berbasis mikrokontroler dengan keluaran sinusiodal modifikasi.

Page 6: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

23

1 uf

VccP1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

RST

P0.0

P0.1

P0.2

P0.3

P0.4

P0.5

P0.6

P0.7

2200 uF

/25V

Vin

3

2

+5V

1

7805

GND

+

Gnd

XTAL1

XTAL2

P2.0

P2.1

P2.2

P2.3

P2.4

P2.5

P2.6

P2.7

P3.0

P3.1

P3.2

P3.3

P3.4

P3.5

P3.6

P3.733p

33p

12MHz

10 K

EA/VPP

ALE/PROG

PSEN

A

T

8

9

C

5

1

+12 Vdc

Aki

1K5

1K5

BC548

10 K

100

10 K 10 K

100

10 K

IRFZ44

10 K

Output

220 Volt ~

BC547

10 KIN4001

IRFZ44

BC547

BC548

IN4001

1uF

10 K

Gambar 4. Rangkaian inverter berbasis mikrokontroler

Rangkaian inverter akan mengkonversi tegangan DC 12 Volt dari aki menjadi tegangan AC 220 Volt, 50 Hz, gelombang sinus modifikasi. Gelombang sinus modifikasi dihasilkan berdasarkan modulasi lebar pulsa dari port P1.0 dan P1.1 mikrokontroler AT89C51. Gelombang modulasi lebar pulsa ini kemudian dimasukkan ke sirkuit mosfet daya switching, yang terhubung ke sisi primer transformator. Kemudian di sisi sekunder

transformator menghasilkan tegangan AC gelombang sinus modifikasi sebesar 220 Volt. Pendekatan yang digunakan untuk membuat gelombang sinus modifikasi yang dijelaskan adalah dilakukan melalui manipulasi representasi dari gelombang sinus asli. Hal ini dilakukan dengan membagi gelombang modulasi lebar pulsa. Adapun flowchart dari inverter berbasis mikrokontroler adalah sebagai berikut.

Page 7: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

24

P1.0 = High

Inisialisasi

Data, Addres, Port

Start

Delay = 5ms

Delay = 2,5ms

End

P1.0 = Low

P1.1 = High

P1.1 = Low

Delay = 2,5ms

Delay = 5ms

Delay = 2,5ms

Delay = 2,5ms

Rangkaian Charger

Rangkaian charger aki merupakan rangkaian yang terus menerus mengisi aki selama rangkaian dihidupkan (ON). Jika aki sudah penuh dan rangkaian tidak dimatikan (OFF) maka akan terjadi over charger, yang bisa menyebabkan penguapan cairan elektrolit dan merusak elemen-elemennya. Rangkaian charger yang digunakan dalam alat ini terdiri dari Transformator, rectifier dan komponen elektronika lainnya. Trafo

yang digunakan dalam pembuatan alat ini adalah transformator step down 2A yang berfungsi menurunkan tegangan dari 220 VAC menjadi tegangan 12 VAC. Rectifier yang digunakan dalam pembuatan alat menggunakan dioda bridge 3 Ampere. Rectifier berfungsi sebagai penyearah gelombang penuh dengan input tegangan AC 12 VAC. Rangkaian Charger mempunyai keluaran 12 VDC sebagai masukan untuk mencharger aki 12 VDC 80 Ah.

Page 8: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

25

HASIL

Pengujian Transformator Tanpa Beban

Data pengukuran transformator tanpa beban

V Primer

Trafo

(V)

I Primer

Trafo

(A)

V Sekunder

Trafo

(V)

I Sekunder

Trafo

(A)

12 0,56 218 -

Dari hasil pengukuran pada tabel di atas terlihat kenaikan tegangan pada sisi sekunder transformator. Dan untuk mencari nilai penguatan step-up dari transformator dapat digunakan persaman.

a Vp

Vs

V

V==

1

2 , a 12

218=

a = 18,16 Dari hasil perhitungan didapatkan nilai penguatan perbandingan transformator step-up sebesar 18,16 kali.

Pengujian Transformator Dengan Beban

Data pengukuran transformator dengan beban

V Primer

Trafo

(V)

I Primer

Trafo

(A)

V Sekunder

Trafo

(V)

I Sekunder

Trafo

(A)

Cos φ

12 7,93 216 0,44 0,93

Pada tabel diatas terlihat nilai-nilai pengukuran tegangan dan arus transformator yang digunakan, maka daya transformator yang terjadi berdasarkan sisi primer dan sisi sekunder adalah sebagai berikut :

Sisi Primer

Ip x Vp P = x Cos φ

P = 12 V x 7,93 A

= 95,16 Watt

Sisi Sekunder

Is x Vs P = x Cos φ

P = 216 V x 0,44 A

= 95,04 Watt

Page 9: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

26

Hasil perhitungan daya transformator dengan beban

Beban Lampu

(Watt)

Daya Input

( Watt )

Daya Output

( Watt )

100 95,16 95,04

PEMBAHASAN

Pengujian Inverter

Untuk pengujian inverter yang telah dirancang dilakukan beberapa tahap yang harus dilakukan. Pada pengujian ini dilakukan dengan mengunakan osciloscope untuk melihat bentuk gelombang keluaran apakah sesuai dengan yang diharapkan. Berikut prosedur pengujian inverter yang akan diuji :

a. Pengujian rangkaian kontrol penyalaan inverter

b. Pengujian inverter menggunakan sumber aki

- Tanpa beban - Beban 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 dan 200 Watt.

c. Pengujian rangkaian charger

Pengujian Rangkaian Penyalaan Inverter

Pengujian rangkaian ini bertujuan untuk melihat bentuk gelombang keluaran dari kontrol penyalaan inverter. Berikut gambar sistem pengujian rangkaian kontrol penyalaan inverter.

Dengan mengunakan osciloscope

untuk keluaran penyalaan inverter akan

diperoleh gelombang sebagai berikut :

Data osiloskop - Volt/div = 5 Volt/div - Time/Div = 5 ms /div - Probe = x1

Data osiloskop - Volt/div = 5 Volt/div - Time/Div = 5 ms /div - Probe = x1

Berdasarkan bentuk gelombang penyalaan inverter diatas, maka besarnya tegangan

Page 10: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

27

puncak ke puncak, tegangan rata-rata, tegangan efektif dan frekwensi keluaran inverter adalah :

Vpp = Tinggi gelombang kali Volt/div kali kalibrasi probe

= 2 Div x 5 Volt/div x 1

= 10 Volt

π

pp

ratarata

VV =

14,3

10Volt=

= 3,18 Volt

2

pp

rms

VV =

2

10Volt=

07,7= Volt

T = panjang gelombang x time/div = 3,9 div x 5 ms/div x 1 = 19,5 ms

f = T

1

= ms5,19

1

= 51,28 Hz

Daya Transformator

Pada pengujian transformator dapat dianalisa bahwa daya input transformator adalah sama dengan daya output transformator. Hal ini telah sesuai dengan konsep transformator (daya primer = daya sekunder). Daya Output Inverter

Untuk menentukan daya perbandingan daya yang dihasilkan dengan daya output harus di diperhatikan parameternya dimana tegangan yang masuk ke inverter dari aki adalah 12 VDC dan arus

input sangat dipengaruhi oleh beban AC yang diberikan. Dimana semakin besar beban semakin besar pula arus yang diperlukan.

Efisiensi Inverter

Pada pengujian ini yang diamati adalah untuk mengetahui pengaruh beban (Pout) terhadap daya dari sistem inverter. Dengan adanya hasil pengujian ini maka akan diketahui besarnya daya dan efisiensi dari sistem inverter ini. Adapun hasil pengujian yang dilakukan dapat dilihat pada grafik di bawah ini.

1. Pada beban 25 Watt

%100xP

P

in

out=η

%10040,27

54,25x=η

%93,21=η

2. Pada beban 40 Watt

%10016,41

37,38x=η

%93,22=η

3. Pada beban 100 Watt

%10035,91

16,85x=η

%93,22=η

4. Pada beban 125 Watt

%10092,112

50,104x=η

%92,54=η

5. Pada beban 140 Watt

%10076,134

00.123x=η

%27,19=η

6. Pada beban 200 Watt

%10012,171

41,155x=η

%81,90=η

Page 11: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

28

Grafik perhitungan efesieni inverter

93.21 93.22 93.22

92.54

91.27

90.81

89.5

90

90.5

91

91.5

92

92.5

93

93.5

25 40 100 125 140 200

Beban (Watt)

Efe

sie

nsi

(%)

Efisiensi ( %)

Hasil perhitungan efesiensi inverter

No. Beban Lampu

(Watt)

Efisiensi

( %)

1 25 93,21

2 40 93,22

3 100 93,22

4 125 92,54

5 140 91,27

6 200 90,81

Dari hasil perhitungan efesiensi inverter diatas, maka dapat dibuatkan grafik efesiensi inverter,

sebagai berikut ;

Gambar . Grafik perhitungan efesiensi inverter

Page 12: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

29

Pengujian Rangkaian Charger

Jadi Lamanya pengisian Arus aki

dapat dihitung

A

Aht =

Ket :

t = Lama pengisian aki

Ah = Besarnya kapasitas aki

AmpereHour

A = Besarnya arus pengisian

ke

aki Ampere

A

Aht

2

80=

jamt 40=

Lama Pengisian Daya dihitung dengan

rumus berikut :

energiA

energiAht =

keterangan :

t = Lamanya pengisian

energi (jam).

energi Ah = Besarnya energi yang

didapat dari perkalian

Ah dengan besar

tegangan aki (Watt

hours).

energi A = Besarnya energi yang

didapat dari perkalian

A dengan besar

tegangan aki (VA)

Ax

Ahxt

212

8012= ,

W

Wht

24

960=

Jamt 40=

Kapasitas Aki

Analisa kapasitas aki diambil

berdasarkan spesifikasi aki dan pemakaian

beban yang digunakan. Jadi lamanya

pemakaian aki dapat dihitung :

A

Aht =

Ket :

t = Lama pemakaian atau

pengosongan aki (Jam)

Ah = Besarnya kapasitas aki

(AmpereHour)

A = Besarnya arus pemakaian aki

berdasarkan pemakaian beban

(Ampere)

1. Pada beban 25 Watt

A

Aht

21,2

80=

jamt 19,36=

2. Pada beban 40 Watt

A

Aht

32,3

80=

jamt 09,24=

3. Pada beban 100 Watt

A

Aht

55,7

80=

jamt 59,10=

4. Pada beban 125 Watt

A

Aht

41,9

80=

jamt 50,8=

5. Pada beban 140 Watt

A

Aht

23,11

80=

jamt 12,7=

6. Pada beban 200 Watt

A

Aht

38,14

80=

jamt 59,5=

Dari hasil perhitungan pemakian aki

berdasarkan beban yang digunakan dapat

dianalisa bahwa semakin besar beban yang

digunakan maka semakin cepat

pengosongan kapasitas aki. Ini berarti

bahwa kemampuan aki sebagai sumber arus

listrik hanya mampu bertahan berdasarkan

beban yang digunakan .

SIMPULAN

Setelah dilakukan perancangan

inverter satu phasa berbasis mikrokontroler,

maka Inverter berfungsi untuk mengubah

tegangan searah yang berasal dari aki

menjadi tegangan bolak-balik sebagai

keluaran inverter untuk beban. Dari hasil

pengujian inverter dengan beban lampu

yang bervariasi, disimpulkan bahwa

semakin besar beban yang digunakan maka

Page 13: Pembuatan Inverter Satu Phasa Berbasis Mikrokontroler Dengan

POLI REKAYASA Volume 7, Nomor 1, Oktober 2011 ISSN : 1858-3709

30

semakin besar arus dan daya yang

dihasilkan.

Penggunaan rectifier/penyearah

dengan sumber PLN bertujuan sebagai

sumber tegangan untuk proses pengisian

aki, dimana semakin besar arus pengisian

maka semakin cepat pengisian aki. Semakin

besar aki yang digunakan dengan arus

pengisian yang sama, maka semakin lama

proses pengisiannya.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad Rahman, 2006, Keterampilan

Elektronika. Bandung, Ganeca Exact.

Cyril W. Lander, 1981, Power Electronics

(Paperback) Company. Inc

J.R. Penketh, 1982, Electronic Power

Control for Technicians, (Paperback )

Malvino, 1994,Aproksimasi Rangkaian

Semi Konduktor, Jakarta, Erlangga ,.

Malvino Paul Albert, 2003, Prinsip-prinsip

elektronika. Jakarta, Salemba

Teknika,

Moh.Suryadiman, Achmad Sunarko, 2008,

Analisis Pengaruh UPS Terhadap

Kinerja Perangkat Komputer.

Muhammad H Rashid, 1990, Elektronika

Daya–Rangkaian, Devais, dan

Aplikasinya, Jakarta, Erlangga.

Muhammad H Rashid, 1999, Elektronika

Daya – Rangkaian, Devais, dan

Aplikasinya, Edisi ke-2. Jakarta,

Erlangga.