BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.4 Hasil Pengukuran Rancang Bangun Generator Ozon Meliputi
4.4.2 Pengukuran pada Frekuensi 1250hz
Tabel 4.3 Output Pengukuran pada Frekuensi 1,25Khz Kosentrasi
Tabel 4.3 yaitu tabel Output Pengukuran pada frekuensi 1,25Khz yang berisi kosentrasi dari 0 sampai 100, kemudian terukur tegangan dan arus menggunakan multimeter probe HV dan tang ampere. Output ozone yang dihasilkan semakin tinggi dan daya yang dibutuhkan semakin tinggi.
Gambar 4.14 Grafik Kosentrasi Display Terhadap Kosentrasi Ozon Grafik gambar 4.14 menunjukan grafik Tabel 4.3, nilai kosentrasi display tertera 100 maka kosentrasi output ozon juga naik. Semakin menurun display kosentrasi maka output ozone juga akan mengecil. Hasil pada frekuensi 1250Hz lebih besar daripada frekuensi 1000Hz. Karena pada kosentrasi display 0 vout pada DAC 0 volt yang menyebabkan tidak keluar tegangan, sedangkan pada display kosentrasi 100 Vout didapatkan maximal yaitu 4,941 volt yang merupakan input basis dan berpengaruh pada output ozon.
Gambar 4.15 Grafik Kosentrasi Display Terhadap Daya
0
Kosentrasi Display Terhadap Kosentrasi Ozon
0
Grafik gambar 4.15 menunjukan grafik Tabel 4.3, nilai kosentrasi display tertera 100 maka daya juga naik. Semakin menurun display kosentrasi maka daya
pemakaian pun semakin kecil. Karena pada kosentrasi display 0 vout pada DAC 0 volt yang menyebabkan tidak keluar tegangan, sedangkan pada display kosentrasi 100 Vout didapatkan maximal yaitu 4,941 volt yang merupakan input basis dan berpengaruh pada daya yang dipakai.
a) Pengujian kosentrasi ozon pada display kosentrasi 100
Gambar 4.16 Sinyal Osiloskop Display 100
Pada gambar 4.16 ditunjukan bahwa display 100, sinyal pada channel 1
& 2 terlihat frekuensi mendekati 1,25Khz, pada channel 2 berwarna biru yaitu output frekuensi dari arduino sebesar 5vpp (2,5 kotak x 2 Volt) gelombang osiloskop, dan pada channel 1 berwarna kuning diletakan pada basis transistor hanya bertegangan 1,95 volt (1,95 kotak x 1 Volt) gelombang osiloskop, karena arus ketika on akan menuju ke kolektor dan kolektor pada rangkaian akan masuk ke basis dan di perkuat kembali. Dengan ini gas ozone yang keluar hampir 100% dengan tegangan reactor 12.900Volt. Daya input (PInput) didapatkan pada pengukuran tegangan sumber yaitu 33,34 volt AC dan arus yang melewati pada sisi primer trafo step up sebesar 8,25 Ampere.
efisiensi ɳ = 100% x𝑃 𝑂𝑢𝑡 P Input ɳ = 100% x12,9 K V x 21,3 mA
33,34 V x 8,25 A ɳ = 100% x 274,77 Watt
275,055 Watt ɳ = 99,8 %
b) Pengujian kosentrasi ozon pada display kosentrasi 53
Gambar 4.17 Sinyal Osiloskop Display 53
Pada gambar 4.17 ditunjukan bahwa display 53, sinyal pada channel 1
& 2 terlihat frekuensi sebesar 4,6Khz hal ini dikarenakan ada suatu gangguan pada frekuensi tinggi yang masuk pada sinyal 1KHz, pada channel 2 berwarna biru yaitu output frekuensi dari arduino sebesar 5vpp (2,5 kotak x 2 Volt) gelombang osiloskop, dan pada channel 1 berwarna kuning diletakan pada basis transistor hanya bertegangan 1,1 volt (1,1 kotak x 1 Volt) gelombang osiloskop, karena arus ketika on akan menuju ke kolektor dan kolektor pada rangkaian akan masuk ke basis dan di perkuat kembali. Dengan ini gas ozone yang keluar hampir 53% dengan tegangan reactor 12.200Volt. Daya input
(PInput) didapatkan pada pengukuran tegangan sumber yaitu 29 volt AC dan arus yang melewati pada sisi primer trafo step up sebesar 7,82 Ampere.
efisiensi ɳ = 100% x𝑃 𝑂𝑢𝑡 P Input ɳ = 100% x12,2 K V x 18,5 mA
29 V x 7,82 A ɳ = 100% x 225,7 Watt
226,78 Watt ɳ = 99,5 %
c) Pengujian kosentrasi ozon pada display kosentrasi 5
Gambar 4.18 Sinyal Osiloskop Display 5
Pada gambar 4.18 ditunjukan bahwa display 5, sinyal pada channel 1 &
2 terlihat frekuensi membesar diatas 20Hz, karena ada gangguan pada frekuensi tinggi yang masuk pada sinyal 1KHz, pada channel 2 berwarna biru yaitu output frekuensi dari arduino sebesar 5vpp (2,5 kotak x 2 Volt) gelombang osiloskop, dan pada channel 1 berwarna kuning diletakan pada basis transistor bertengangan mendekati 0 volt (0 kotak x 1 Volt) gelombang osiloskop, basis transistor tidak mendapatkan sinyal analog, maka driven tidak bekerja dan ozone tidak keluar, arus dan tegangan mendekati 2.200Volt.
Daya input (PInput) didapatkan pada pengukuran tegangan sumber yaitu 6,7 volt AC dan arus yang melewati pada sisi primer trafo step up sebesar 0,061 Ampere. efisiensi ɳ = 100% x𝑃 𝑂𝑢𝑡 4.4.3 Pengukuran Pada frekuensi 1500 Hz
Tabel 4.4 Output Pengukuran pada Frekuensi 1,5 Khz Kosentrasi
Tabel 4.4 yaitu tabel Output Pengukuran pada frekuensi 1,5Khz yang berisi kosentrasi dari 0 sampai 100, kemudian terukur tegangan dan arus menggunakan multimeter probe HV dan tang ampere. Output ozone yang dihasilkan semakin tinggi dan daya yang dibutuhkan semakin tinggi.
Gambar 4.19 Grafik Kosentrasi Display Terhadap Kosentrasi Ozon Grafik gambar 4.19 menunjukan grafik Tabel 4.4, nilai kosentrasi display tertera 100 maka kosentrasi output ozon juga naik. Semakin menurun display kosentrasi maka output ozone juga akan mengecil. Hasil pada frekuensi 1500Hz lebih besar daripada frekuensi 1000Hz dan frekuensi 1250Hz. Karena pada kosentrasi display 0 vout pada DAC 0 volt yang menyebabkan tidak keluar tegangan, sedangkan pada display kosentrasi 100 Vout didapatkan maximal yaitu 4,941 volt yang merupakan input basis dan berpengaruh pada output ozon.
0 20 40 60 80 100 120
0 10 20 30 40 50 60 70
Kosentrasi Display (%)
Kosentrasi ozone (ppm)
Kosentrasi Display Terhadap Kosentrasi Ozon
Gambar 4.20 Grafik Kosentrasi Display Terhadap Daya
Grafik gambar 4.20 menunjukan grafik Tabel 4.4, nilai kosentrasi display tertera 100 maka daya juga naik. Semakin menurun display kosentrasi maka daya pemakaian pun semakin kecil. Hasil pada frekuensi 1500Hz lebih besar daripada frekuensi 1000Hz dan frekuensi 1250Hz. Karena pada kosentrasi display 0 vout pada DAC 0 volt yang menyebabkan tidak keluar tegangan, sedangkan pada display kosentrasi 100 Vout didapatkan maximal yaitu 4,941 volt yang merupakan input basis dan berpengaruh pada daya yang dipakai.
a) Pengujian kosentrasi ozon pada display kosentrasi 100
Gambar 4.21 Sinyal Osiloskop Display 100
0 20 40 60 80 100 120
0 50 100 150 200 250 300 350
Kosentrasi Display (%)
Daya (watt)
Kosentrasi Display Terhadap Daya
Pada gambar 4.21 ditunjukan bahwa display 100, sinyal pada channel 1
& 2 terlihat frekuensi 1,5Khz, pada channel 2 berwarna biru yaitu output frekuensi dari arduino sebesar 5vpp (2,5 kotak x 2 Volt) gelombang osiloskop, dan pada channel 1 berwarna kuning diletakan pada basis transistor hanya bertegangan 1,98 volt (1,98 kotak x 1 Volt) gelombang osiloskop, karena arus ketika on akan menuju ke kolektor dan kolektor pada rangkaian akan masuk ke basis dan di perkuat kembali. Dengan ini gas ozone yang keluar hampir 100% dengan tegangan reactor 13.900Volt. Daya input (PInput) didapatkan pada pengukuran tegangan sumber yaitu 33,54 volt AC dan arus yang melewati pada sisi primer trafo step up sebesar 9,23 Ampere.
efisiensi ɳ = 100% x𝑃 𝑂𝑢𝑡 P Input ɳ = 100% x13,9 K V x 22,2 mA
33,54 V x 9,23 A ɳ = 100% x308,58 Watt
309,57 Watt ɳ = 99,6 %
b) Pengujian kosentrasi ozon pada display kosentrasi 53
Gambar 4.22 Sinyal Osiloskop Display 53
Pada gambar 4.22 ditunjukan bahwa display 53, sinyal pada channel 1 & 2 terlihat frekuensi sebesar 2,6 Khz hal ini dikarenakan ada suatu gangguan pada frekuensi tinggi yang masuk pada sinyal 1 KHz, pada channel 2 berwarna biru yaitu output frekuensi dari arduino sebesar 5vpp (2,5 kotak x 2 Volt) gelombang osiloskop, dan pada channel 1 berwarna kuning diletakan pada basis transistor hanya bertegangan 1,1 volt (1,1 kotak x 1 Volt) gelombang osiloskop, karena arus ketika on akan menuju ke kolektor dan kolektor pada rangkaian akan masuk ke basis dan di perkuat kembali. Dengan ini gas ozone yang keluar hampir 53% dengan tegangan reactor 12.900Volt.
Daya input (PInput) didapatkan pada pengukuran tegangan sumber yaitu 29,2 volt AC dan arus yang melewati pada sisi primer trafo step up sebesar 8,1 Ampere.
efisiensi ɳ = 100% x𝑃 𝑂𝑢𝑡 P Input ɳ = 100% x12,9 K V x 18,2 mA
29,2 V x 8,1 A ɳ = 100% x234,78 Watt
236,52 Watt ɳ = 99,2 %
c) Pengujian kosentrasi ozon pada display kosentrasi 5
Gambar 4.23 Sinyal Osiloskop Display 5
Pada gambar 4.23 ditunjukan bahwa display 5, sinyal pada channel 1 &
2 terlihat frekuensi membesar diatas 20KHz, karena ada gangguan pada frekuensi tinggi yang masuk pada sinyal 1KHz, pada channel 2 berwarna biru yaitu output frekuensi dari arduino sebesar 5vpp (2,5 kotak x 2 Volt) gelombang osiloskop, dan pada channel 1 berwarna kuning diletakan pada basis transistor bertengangan mendekati 0 volt (0 kotak x 1 Volt) gelombang osiloskop, basis transistor tidak mendapatkan sinyal analog, maka driven tidak bekerja dan ozone tidak keluar, arus dan tegangan mendekati 2.000Volt.
Daya input (PInput) didapatkan pada pengukuran tegangan sumber yaitu 7 volt AC dan arus yang melewati pada sisi primer trafo step up sebesar 0,206 Ampere efisiensi ɳ = 100% x𝑃 𝑂𝑢𝑡
P Input
ɳ = 100% x2 K V x 0,7 mA 7 V x 0,206 A ɳ = 100% x 1,4 Watt
1,442 Watt ɳ = 97,08 %
4.5 Hasil Pengujian Frekuensi Terhadap Daya Tabel 4.5 Pengaruh Frekuensi Terhadap Daya
Frekuensi
Tabel 4.5 yaitu tabel pengaruh frekuensi terhadap daya, frekuensi semakin tinggi daya dan kosentrasi juga yang didapatkan semakin tinggi, semakin rendah kosentrasi daya akan menurun.
Gambar 4.24 Grafik Frekuensi Terhadap Daya
0
Kosentrasi 0 Kosentrasi 10 Kosentrasi 53 Kosentrasi 100
Daya
Frekuensi Terhadap Daya
Frekuensi 1000 Frekuensi 1250 Frekuensi 1500
Pada gambar 4.24 grafik frekuensi terhadap daya yaitu semakin frekuensi tinggi maka daya yang dibutuhkan juga semakin besar, karena hal ini berbanding lurus dengan hasil ozon yang di produksi.
Gambar 4.25 Grafik Tegangan Output Terhadap Frekuensi
Gambar 4.25 Ditampilkan bahwa pada tegangan frekuensi 1KHz dengan variasi nilai tertinggi puncaknya adalah 12.500 volt, sedangkan pada frekuensi 1,25KHz dengan variasi nilai display tegangan puncaknya yaitu 12.900volt, sedangkan puncak tertinggi adalah pada frekuensi 1,5KHz dengan tegangan 13.900 volt.
CPR (Centre for Plasma Research) menetapkan standar Tegangan reactor tidak boleh melebihi batas yaitu 12 KV yang sangat dihindari dalam produksi
display 10 display 53 display 100
Tegangan (KV)
Kosentrasi (%)
Tegangan terhadap Frekuensi Kosentrasi
Frekuensi 1Khz Frekuensi 1,25Khz Frekuensi 1,5Khz
pecah di tegangan 12.500 volt yang akan menyebabkan muncul gas beracun yaitu gas NOx. Arus tidak boleh melebihi 20mA dikarenakan akan overheat pada satu reactor DBD yang akan memproduksi ozon sebesar 60ppm.
4.6 Analisa dan pembahasan Switching Inverter High Voltage
Gambar 4.26 Switching Inverter Plasma Ozon
Gambar 4.26 rangkaian switching inverter untuk menaikan tegangan, terdiri dari 2 coil yang diberi tegangan 24 VDC kemudian akan terdapat transistor penguatan awal menggunakan TR BD139. Dan TR final menggunakan transistor 2SC5200.
a. Pada penelitian ini, transistor pertama yang digunakan adalah transistor tipe npn yaitu BD139, input analog berupa sinyal analog yang sudah di konversikan dengan DAC.
b. I Basis = Vb.0,6 / Rb
I Basis = 5 volt . 0,6 / 50 ohm I Basis = 60 mA
I Colector = Vcc / Rc
I Colector = 24 volt / 1000 ohm I Colector = 24 mA
c. I Emitor = I Basis + I Colector I Emitor = 60mA + 24 mA I Emitor = 84 mA
d. Kemudian setelah melalui penguatan di transistor bd 139, terdapat transistor final sebagai power switch terbesar, arus dan tegangan transistor ini khusus untuk penguatan final, yaitu transistor 2SC5200 sebanyak 3 buah
e. I Basis = I Emitor transistor BD 139 I Basis = 84 mA
I Colector = Vcc/ Rc(coil/transformator hambatan dalam x2) I Colector = 24 volt / (1,25 x 2)ohm
I Colector = 9,6 Ampere
4.7 Arduino pro mini sebagai pembangkit frekuensi
Dalam penelitian ini, menggunakan pembangkit frekuensi menggunakan arduino pro mini.
berikut listing program arduino : void loop() {
tone(13, 1500);
}
Program tone pada arduino memiliki fitur sebagai pembangkit pulsa, pada pin 13 dan frekuensi sebesar 1500 hz dengan toleransi 1 Hz, frekuensi bisa dirubah dengan merubah nilai tone.
105 BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Rancang bangun generator ozone teknologi plasma DBD (Dielectric Barrier Discharge) dengan mikrokontroller ATMega 16 dapat ditarik kesimpulan bahwa:
1. Semakin tinggi kosentrasi display semakin tinggi tegangan outputnya.
2. Semakin tinggi frekuensinya semakin besar tegangan output dan ozon yang dihasilkan.
3. Pengendalian menggunakan teknologi mikrokontroller AVR pada generator plasma bekerja dengan baik dengan Efisiensi menggunakan sistem switching didapatkan > 90%
4. Timer bekerja dengan baik selama 2 jam.
5.2 Saran
Untuk kedepannya bagi peneliti dapat mengembangkan Generator plasma ozon menggunakan teknologi IoT. Selain menggunakan transformator, diharapkan penelitian ini dapat dilanjut dengan lebih ringkas (mobile).
Teknologi ozone bisa dikembangkan lagi tidak hanya aplikasi di pangan, tetapi dibidang kedokteran yang membutuhkan setrilisasi menggunakan ozon atau bidang elektronika kedokteran.
DAFTAR PUSTAKA
Ariawan ,Putu Rusdi. 2010. Transformator. Tugas Akhir Teknik Elektro Universitas Udayana.
Asran, 2014, Rangkaian Listrik 1, Aceh : Fakultas Teknik Universitas Malikussaleh
Assa’idah dan Yulinar Adnan.2009. Investigasi Terhadap Kemampuan 2 Tipe ADC. Universitas Sriwijaya: Palembang. Diunduh 24 april 2017
Fadhli, 2010, Rancang Bangun Inverter 12v Dc Ke 220vac Dengan Frekuensi 50hz Dan Gelombang Keluaran Sinusoidal, Depok : Universitas Indonesia
Hariyanto,Didik. 2013.Analog to Digital Converter. Universitas Negeri Yogyakarta : Yogyakarta. Diunduh 24 april 2017
Herman, 2007, Elektronika Teori Dan Penerapan, Jember : Penerbit Cerdas Ulet Kreatif
http://www.dipotechnology.com : Diakses pada tanggal 1 November 2018
Ibrahim, KF, 1996, Teknik Digital, Andi Offset, Yogyakarta
Nur. M, 2011, Fisika plasma dan aplikasinya, Semarang: Undip Press RAMDHANI. M, 2005, Rangkaian Listrik, Bandung
Sarjana,dkk.2015. Bahan Ajar Praktek Perancangan Rangkaian Digital. Politeknik Negeri Sriwijaya: Palembang
Sutanto.1997. Rangkaian Elektronika Analog dan Terpadu. Universitas Indonesia : Jakarta
Suzansefi, Rapiko Duri.2015. Bahan Ajar Elektronika Digital. Politeknik Negeri Sriwijaya : Palembang
Thokeim,L Roger. 1995. Elektronika Digital. Erlangga : Jakarta
Waluyo, 2015 Perancangan dan Realisasi Generator Ozon menggunakan Metoda Pembangkitan Tegangan Tinggi Bolak – Balik (AC), Bandung
LAMPIRAN
1. PT. Dipo Technology (teaching industry undip)
Alamat: Jl. Prof. Soedarto,SH Tembalang Semarang Gedung UNDIP Press lt. 2
Kota Semarang, Jawa Tengah, Indonesia
2. Kantor Marketing PT. Dipo Technology
Alamat: Jl. JL.PROF. SUDARTO, SH KOMPLEK PERTOKOAN SPBU UNDIP, Tembalang, Kota Semarang, Jawa Tengah, Indonesia
3. Pompa Generator Ozone bak pencucian dan penyimpanan
4. Panel digitalisasi
5. Coding Timer
$regfile = "m8def.dat"
Osccal = 8000000 Config Portb = Output Config Portd = Output Config Portc.0 = Output Config Portc.1 = Output Config Portc.2 = Output Portc.0 = 0
Portc.1 = 0 Portc.2 = 0 Dim I As Byte
Dim Jam As Integer , Menit As Integer , Detik As Byte , Mdetik As Byte Dim Men_pul As Byte , Men_sat As Byte , Det_pul As Byte , Det_sat As Byte Dim Jam_pul As Byte , Jam_sat As Byte
Jam = 2 Menit = 00 Detik = 47 Mdetik = 2 Do
Jam_pul = Jam / 10 Jam_sat = Jam Mod 10 Men_pul = Menit / 10 Men_sat = Menit Mod 10
For I = 0 To 30 Portb = &H01
Portd = Lookup(jam_pul , Angka) Waitms 5
Portb = &H02
Portd = Lookup(jam_sat , Angka) Waitms 5
Portb = &H04
Portd = Lookup(men_pul , Angka) Waitms 5
Portb = &H08
Portd = Lookup(men_sat , Angka) Waitms 5
Next
Decr Mdetik
If Mdetik <= 0 Then Mdetik = 2 Decr Detik
If Detik <= 0 Then Detik = 48
Decr Menit
If Menit < 0 Then Menit = 59 Decr Jam
If Jam < 0 Then Jam = 23 End If
End If End If End If
If Jam <= 2 And Jam >= 0 Then Portc.1 = 1
Else Portc.1 = 0 End If
If Mdetik = 2 Then Portc.0 = 1
Else Portc.0 = 0 End If
If Jam = 1 And Menit = 10 And Mdetik = 1 Then Portc.2 = 1
Else Portc.2 = 0 End If
Loop End
Angka:
Data &B00111111 , &B00000110 , &B01011011 , &B01001111 ,
&B01100110 , &B01101101 , &B011111101 , &B00000111 , &B01111111 ,
&B01101111
6. Coding DAC dan Display kosentrasi
$regfile = "m16adef.dat"
$crystal = 16000000 Config Porta = Output Config Portc = Output Config Portd = Output Config Portb.2 = Input Config Portb.3 = Input Portd = 0
Pinb.2 = 1 Pinb.3 = 1
Dim J As Integer , Count As Integer , Tem1 As Long , Tem2 As Integer Dim Rib As Integer , Rat As Integer , Pul As Integer , Sat As Integer Dim Data_count As Byte
Readeeprom Data_count , 1 Count = Data_count
Do
If Count < 0000 Then Count = 0000
End If
If Count > 0100 Then Count = 0100
End If
Rib = Count / 1000 Tem1 = Count Mod 1000 Rat = Tem1 / 100
Tem2 = Tem1 Mod 100 Pul = Tem2 / 10
Sat = Tem2 Mod 10
For J = 0 To 15 Portc = &H01
Porta = Lookup(rib , Angka) Waitms 5
Portc = &H02
Porta = Lookup(rat , Angka) Waitms 5
Portc = &H04
Porta = Lookup(pul , Angka)
Waitms 5 Portc = &H08
Porta = Lookup(sat , Angka) Waitms 5
Next
If Pinb.2 = 0 Then Count = Count + 1 Data_count = Count
Writeeeprom Data_count , 1 End If
If Pinb.3 = 0 Then Count = Count - 1 Data_count = Count
Writeeeprom Data_count , 1 End If
Portd = Count * 2 Loop
End Angka:
Data &B00111111 , &B00000110 , &B01011011 , &B01001111 ,
&B01100110 , &B01101101 , &B011111101 , &B00000111 , &B01111111 ,
&B01101111
BIODATA PENULIS
Nama : Ricky Aryadi
NIM : C.431.15.0047
Tempat, Tgl Lahir : Ungaran, 10 Juli 1992
Agama : Islam
Jenis Kelamin : Laki-laki
Alamat : Jl. Meranti Raya Nomor 32 Banyumanik Semarang
No. Hp : 082133740149
Email : [email protected] Riwayat Pendidikan :
Tingkat Pendidikan Tempat Pendidikan Tahun Ijazah
SD SD N 01,02,11 Perumnas
Banyumanik 2006
SMP SMP Islam Hidayatullah 2009
SMK SMK N 4 Semarang 2012