3.1 Waktu Dan Tempat
Pembuatan Perancangan Adjustable Power Supply Control LT1083 dan L200 Berbasis Arduino dilakukakn pada bulan Februari 2019 sampai Juli 2019 di Laboratorium Teknologi Digital Universitas Sumatera Utara
3.2 Diagram Blok
Gambar 3.1 Diagram Blok
3.11.1 Penjelasan Fungsi Tiap Blok dari Diagram Blok
1. Blok trafo : Menurunkan tegangan dari sumber PLN 220 V AC ke 30 V DC dengan keluaran arus 10A.
2. Blok Voltage Regulator : Mempertahankan tegangan keluaran sesuai yang diingikan
5. Arduino Uno : digunakan sebagai pengelolah data, tegangan, arus dan frekuesi analog akan diubah menjadi data digital dan kemudian akan ditampilkan ke LCD 16X2
6. Blok LCD : Menampilkan hasil percobaan 7. Blok Osilator : Menghasilkan sinyal listrik
3.12 Rangkaian Minimum Arduino Uno
Rangkaian minimum system sederhana minimal harus memiliki beberapa bagian berikut ini :
1. Rangkaian catu daya DC dengan tegangan sesuai dengan tegangan suplai mikrokontroler. Rangkaian catu daya ini berfungsi untuk mensuplai sumber tegangan ke mikrokontroler, agar mikrokontroler menyala.
2. Rangkaian osilator sebagai pembangkit frekuensi eksternal. Rangkaian osilator sifatnya optional, karena beberapa jenis mikrokontroler telah memiliki osilator internal namun frekuensinya lebih rendah.
3. Rangkaian antarmuka untuk pemrograman, cukup memasang konektor yang terhubung langsung ke pin-pin mikrokontroler yang berfungsi sebagai jalur pemrograman. Pada mikrokontroler AVR dikenal dengan nama ISP (In System Programming atau ISP)
4. Rangkaian antarmuka yang terhubung ke port atau jalur data pada pin mikrokontroler.
Gambar 3.2 Diagram Sistem Minimum Arduino
28
3.13 Rangkaian Rectifier (penyearah)
Dalam perancangan ragkaian penyearah kita membutuhkan beberapa komponen seperti trasformator, dioda, dan kapasitor. Dalam penelitian ini penulis menggunakan rangkaian penyearah gelombang penuh. Yaitu menggunakan 4 buah dioda. Prinsip kerja rangkaian gelombang penuh dengan sistem jembatan dapat dijelaskan seperti berikut.
Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan bagian positif dari siklus sinyal AC maka:
D5 dan D6 hidup (on), karena mengalami bias maju D3 dan D4 mati (off), karena mangalami bias mundur Sehingga arus akan mengalis melalui D6 menuju capasitor.
Sedangkan apabila rangkaian jembatan memperoleh bagian siklus negatif dari sinyal AC maka:
D5 dan D6 mati (off), karena mengalami bias mundur D3 dan D4 hidup(on), karena mangalami bias maju
Sehingga arus akan mengalir melalui D4 menuju ke kapasitor. Arah dan besar arus yang mengalir pada kedua siklus adalah sama yaitu mengalir melalui kapasitor dan menuju ground. Besarnya arus yang mengalir pada penyearah gelombang penuh adalah Idc = 2Im/π = 0.636Im. sedangkan harga Vdc dengan memperhitungkan Vɤ adalah: Vdc = 0.636 (Vm – 2Vɤ). Harga Vɤ ini kita peroleh karena setiap satu siklus terdapat dua buah dioda yang di hubungkan dengan seri.
Gambar 3.3 Rangkaian Filter 3.14 Rangkaian Voltage Regulator
Pada penelitian ini penulis menggunakan LT 1083 sebagai voltage regulator.
LT1083 mampu meregulasikan tegangan dengan arus keluaran hingga mencapai 7,5A. Sedangkan tegangan jatuh ketika ada beban adalah dibawah dari 1.5v pada saat kita menggunakan arus maksimum. Kelebihan dari komponen ini mampu meregulasikan tegangan keluaran dengan sangat presisi dan liner. Untuk melindungi komponen dari arus bias kita menggunakan dioda antara kaki input dan kaki output.
Gambar 3.4 Rangkaian Voltage Regulator
Gambar 3.5 Board Rangkaian Voltage Regulator
3.15 Rangkaian current regulator
Pada penelitian ini penulis menggunakan L200 sebagai current regulator.
Komponen ini mampu meregulasikan arus pada tengangan keluaran tetap atau bervariasi. Komponen ini mampu meregulasikan arus hingga 2A pada tegangan 2,85 sampai 36 Vdc. Untuk meninggkatkan jumlah arus yang di regulasikan
30
penulis menggunakan transistor TIP41 dimana output dari L200 di hubungkan lansung dengan base tansistor tersebut. Transistor jenis Tip41 biasa di gunakan sebagai medium power switching yang liner dengan output hingga mencapai 6A dc atau 10A current ( pulse).
Gambar 3.6 Rangkaian current regulator
Gambar 3.7 Board Rangkaian current regulator
3.7 Rangkaian Sensor Tegangan
Sensor tegangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rangkaian pembagi tegangan. Rangkaian pembagi tegangan terdiri atas dua resistor yang dihubungkan seri, kemudian dibaca oleh pin analog pada Arduino Nano. Rangkaian pembagi tegangan ini berfungsi untuk membagi tegangan atau mengurangi tegangan
yang masuk pada Arduino (range 0 hingga 5 Volt) sehingga tidak merusak Arduino Nano. Dalam penelitian ini, resistor yang digunakan adalah resistor 100 k dan 10 k sehingga range tegangan yang mampu dan masih aman bagi Arduino Nano adalah 0 hingga 55 Volt. Rangkaian pembagi tegangan ini ditambahkan kapasitor 0,1
F sebagai penyaring noise. Berikut adalah rangkaian sensor tegangan pada penelitian ini:
Gambar 3.8 Rangkaian Sensor Tegangan
3.8 Rangkaian Sensor Arus
Sensor arus yang digunakan dalam penelitian ini adalah ACS712. Arus yang diberikan yang mengalir melalui jalur konduksi tembaga ini menghasilkan medan magnet yang dibaca oleh IC Hall terintegrasi dan diubah menjadi tegangan proporsional. Kelebihan dari sensor ini adalah pengisolasian dari rangkaian sensor dengan rangkaian utamanya, sehingga tidak mengurangi daya dari rangkaian utamanya. Sensor arus ACS712-5A adalah versi yang lebih akurat dibandingkan dengan versi ACS712-10A dan ACS712-30A. Sensor arus ACS712-5A memiliki range – 5 A hingga 5 A dimana memiliki resolusi yang lebih baik daripada versi lainnya. Berikut adalah rangkaian sensor arus pada penelitian ini:
32
Gambar 3.9 Rangkaian Sensor Arus 3.9 LCD 16x2
Penampil data yang digunakan dalam penelitian ini adalah LCD 16x2. LCD 16x2 memiliki 2 baris yang mampu memuat 16 karakter. Rangkaian dari LCD ini dihubungkan ke pin digital Arduino dan dapat diatur kecerahannya dengan mengunakan potensiometer. Berikut adalah rangkaian LCD 16x2 pada penelitian ini:
Gambar 3.10 Rangkaian LCD 16x2
3.10 Adjustable Frekuensi
Rangkaian ini dibuat dengan menggunakan ic timer NE 555, transistor, dan beberapa komponen tambahan. Kelebihan dari Perangkat ini adalah rangkaian pengaturan waktu presisi yang mampu menghasilkan penundaan waktu atau osilasi yang akurat.
Frekuensi keluaran yang di hasilkan oleh rangkaian pembangkit frekuensi ditentukan oleh nilai resistor yang kita hubungkan dengan kaki 6 dan kaki 7 NE 555 serta sebuak kapasitor yang di hubungkan dari kaki 6 ke ground. Sehingga untuk menghasilkan frekuensi yang bervariasi kita menggantikan resistor tersebut dengan resistor variable.
Selain variable frekuensi pada rangkaian ini kita menghubungkan keluaran NE555 dengan power switch sehingga pada keluaran PSA kita bisa mengeluarkan arus dalam bentuk pulsa atau arus DC. MOSFET yang penulis gunakan sebagai power switch dalam penelitian ini adalah MOSFET jenis IRF512, Komponen ini dapat digunakan sebagai switching power, motor drivers, relay driver yang memungkinkan untuk high speed switch dan low switch power. MOSFET tipe ini dapat di operasikan langsung dari IC. driver yang penulis gunakan untuk mengoperasikan IRF512 adalah IC driver jenis IR2110D.
Gambar 3.11 rangkaian power switch
34