BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.7 Sensor Arus ACS712
ACS712 adalah sensor arus yang bekerja berdasarkan efek medan. Sensor arus ini dapat digunakan untuk mengukur arus AC atau DC. Modul sensor ini telah dilengkapi dengan rangkaian penguat operasional, sehingga sensitivitas pengukuran arusnya meningkat dan dapat mengukur perubahan arus yang kecil. Sensor ini digunakan pada aplikasi-aplikasi di bidang industri, komersial, maupun komunikasi.
Contoh aplikasinya antara lain untuk senso kontrol motor, deteksi dan manajemen penggunaan daya, sensor untuk catu daya tersaklar, sensor proteksi terhadap arus lebih, dan lain sebagainya.Spesifikasi Sensor Arus ACS712:
1. Berbasis ACS712 dengan fitur:
Waktu kenaikan perubahan luaran = 5 µs.
Lebar frekuensi sampai dengan 80 kHz.
Total kesalahan luaran 1,5% pada suhu kerja TA= 25°C.
Tahanan konduktor internal 1,2 mΏ.
Tegangan isolasi minimum 2,1 kVRMS antara pin1-4 dan pin 5-8.
Sensitivitas luaran 185 mV/A.
Mampu mengukur arus AC atau DC hingga 5 A.
Tegangan luaran proporsional terhadap masukan arus AC atau DC.
2. Tegangan kerja 5 VDC.
3. Dilengkapi dengan penguat operasional untuk menambah sensitivitas luaran.
Gambar 2.9 Sensor Arus ACS712
Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena di dalamnya terdapat rangkaian offset rendah linier medan dengan satu lintasan yang terbuat dari tembaga. Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di tangkap oleh IC medan terintegrasi 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 tranducer medan secara berdekatan. Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 1,2 mΩ dengan daya yang rendah. Jalur terminal konduktif secara kelistrikan diisolasi dari sensor timah 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. IC ACS712 tipe 5A IC ini mempunyai sensitivitas sebesar 185mV/A. Saat arus yang mengalir 0A IC ini mempunyai output tegangan 2,5V.
Nilai tegangan akan bertambah berbanding lurus dengan nilai arus.
Gambar 2.10 MOSFET 2.8 MOSFET
MOSFET merupakan singkatan dari Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor yang merepresentasikan bahan-bahan penyusunnya yang terdiridari logam, oksida dan semikonduktor (Baskara Internalis, 2007). Terdapat 2 jenis MOSFET yaitu tipe NPN atau N channel dan PNP atau biasa disebut Pchannel.
MOSFET dibuat dengan menyusun lapisan oksida pada semikonduktor dari tipe NPN maupun PNP dan lapisan logam diletakkan diatasnya.Biasanya bahan semikonduktor pilihan adalah silikon, namun beberapaprodusen IC, terutama IBM, mulai menggunakan campuran silikon dan germanium (SiGe) sebagai kanal MOSFET. Sayangnya, banyak semikonduktor dengan karakteristik listrik yang lebih baik daripada silikon, seperti galiumarsenid (GaAs), tidak membentuk antarmuka semikonduktor ke isolator yangbaik sehingga tidak cocok untuk MOSFET. Hingga kini terus diadakan penelitian untuk membuat isolator yang dapat diterima dengan baik untuk bahan semikonduktor lainnya. Untuk mengatasi peningkatan konsumsi daya akibat kebocoran arus gerbang, dielektrik κ tinggi menggantikan silikon dioksida sebagai isolator gerbang, dan gerbang logam kembali digunakan untuk menggantikan polisilikon. Gerbang dipisahkan dari kanal oleh lapisan tipisisolator yang secara tradisional adalah silicon dioksida, tetapi yang lebih maju menggunakan teknologi silicon oxynitride. Beberapa perusahaan telah mulaimemperkenalkan kombinasi dielektrik κ tinggi + gerbang logam di teknologi 45 nanometer.
Pada rangkaian ini saya mengguanakan mosfet IRF 740 dengan Vgs yang memadai pada range tegangan 400 volt, IRF740 juga memiliki Rds Yang cukup kecil sehingga
memperbesar daya beban yang dapat ditampung oleh rangkaian ini.
(http://www.electronocs-tutorial) 2.9 Dioda
Dioda atau diode adalah sambungan bahan p-n yang berfungsi terutama sebagai penyearah. Bahan tipe-p akan menjadi sisi anoda sedangkan bahan tipe-n akan menjadi katoda. Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, dioda bisa berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anoda mendapatkan tegangan positif sedangkan katodanya mendapatkan tegangan negatif) dan berlaku sebagi saklar terbuka (apabila bagian anode mendapatkan tegangan negatif sedangkan katode mendapatkan tegangan positif). Kondisi tersebut terjadi hanya pada diode ideal-konseptual. Pada dioda faktual (riil), perlu tegangan lebih besar dari 0,7V (untuk dioda yang terbuat dari bahan silikon) pada anoda terhadap katoda agar dioda dapat menghantarkan arus listrik. Tegangan sebesar 0,7V ini disebut sebagai tegangan halang (barrier voltage). Dioda yang terbuat dari bahan Germanium memiliki tegangan halang kira-kira 0,3V. (Choirul Anam, 2008)
Gamabr 2.11 Susunan dan simbol diode 2.10 Sensor Tegangan
Komponen sensor tegangan adalah 2 buah resistor yang dipasangkan secara seri. Sensor tegangan ini berupa pembagi tegangan. Tegangan yang dihasilkan masih harus berada pada range 0 – 5volt agar dapat terbaca pada pin analog microcontroler.
Gambar 2.12 Sensor Tegangan
2.11 Efisiensi Daya
Daya adalah jumlah energi yang diserap atau dihasilkan dalam sebuah sirkuit/rangkaian. Sumber Energi seperti Tegangan listrik akan menghasilkan daya listrik sedangkan beban yang terhubung dengannya akan menyerap daya listrik tersebut. Dengan kata lain, Daya listrik adalah tingkat konsumsi energi dalam sebuah sirkuit atau rangkaian listrik. Kita mengambil contoh Lampu Pijar dan Heater (Pemanas), Lampu pijar menyerap daya listrik yang diterimanya dan mengubahnya menjadi cahaya sedangkan Heater mengubah serapan daya listrik tersebut menjadi panas. Semakin tinggi nilai Watt-nya semakin tinggi pula daya listrik yang dikonsumsinya. Dalam rumus perhitungan, Daya Listrik biasanya dilambangkan dengan huruf “P” yang merupakan singkatan dari Power. Sedangkan Satuan Internasional (SI) Daya Listrik adalah Watt yang disingkat dengan W. Watt adalah sama dengan satu joule per detik (Watt = Joule / detik). Dalam penggunaan perlalatan elektronika pasti ditemukan kehilangan daya. Kehilangan daya diakibatkan karena dilepaskan dalam bentuk lain yaitu panas, cahaya dan lain lain. Perbandingan antara daya yang masuk dengan daya yang keluar disebut dengan efisensi daya.
Adapaun persamaan efisensi daya adalah sebagai berikut.
η = ���� x 100% (2.2) hanya sebagai sumber daya listrik motor dc, tetapi juga banyak untuk aplikasi yang lain. Biasanya tegangan dc ini didapat dari tegangan ac yang disearahkan dengan komponen semikonduktor seperti dioda, thyristor, mosfet dll. Tegangan dc ini tidak hanya harus tersaring dengan bersih tetapi juga teregulasi dengan baik. Kalau sumber arus searah ini dibebani maka tegangan outputnya akan berubah. Perubahan ini disebabkan oleh jatuhnya tegangan di diode, saluran, transformator atau di generator kalau sumbernya langsung dari generator.
Perubahan ini juga disebabkan oleh perubahan tegangan sumber. Perubahan ini tentunya tidak diinginkan, karena akan mengurangi unjuk kerja dari peralatan yang kita pasang. Maka diperlukannya suatu pengendalian tegangan dc, sehingga peralatan yang kita pasang bekerja sesuai dengan kemampuannya. Berdasarkan ide yang membutuhkan tegangan konstan maka dibuatlah suatu alat yang bisa menjaga tegangan konstan. Tegangan DC keluaran dari konverter harus dinaikkan terlebih dahulu untuk meningkatkan efisiensi dan meningkatkan rasio konversi.
Penyaluran tenaga listrik dengan tegangan DC lebih jarang diterapkan daripada penyaluran tenaga listrik dengan tegangan AC. Namun demikian, penyaluran tenaga listrik dengan tegangan DC memiliki sejumlah keuntungan dibandingkan dengan tegangan AC. Keuntungan-keuntungan tersebut diantaranya:
1. Dengan tegangan puncak dan rugi daya yang sama, kapasitas penyaluran dengan sistem DC lebih besar daripada dengan sistem AC.
2. Isolasi sistem DC lebih sederhana daripada sistem AC.
3. Tidak ada persoalan frekuensi pada penyaluran jarak jauh menggunakan sistem DC.
4. Penerapan sistem DC dapat mengurangi fluktuasi tegangan pada beban-beban pengguna sehingga tegangan yang disuplai ke beban pengguna hampir dapat dijaga konstan.
5. Dengan rugi korona yang sama dan tingkat gangguan radio (radio interference) tertentu, tegangan DC dapat dinaikkan lebih tinggi daripada tegangan AC.
6. Lebih rendah biaya saluran udara (overhead line) atau biaya saluran kabel bawah tanah (underground) atau biaya kabel bawah laut (submarine) serta tidak
memerlukan kapasitor seri atau shunt.
Efisiensi (daya yang terpakai) lebih besar karena faktor daya pada sistem DC
= 1, sedangkan faktor daya pada sistem AC belum tentu 1, biasanya kurang dari 1 yang menyebabkaan tidak semua daya total menjadi daya aktif. Gambar 2.11 menjelaskan tentang faktor daya
Gambar 2.13 Segitiga Daya
Nilai faktor daya seperti yang digambarkan oleh segitiga daya pada Gambar 2.11 adalah:
Cos Q =
�� (2.3)
Pada sistem DC, karena tidak ada daya reaktif (Q), sudut faktor dayanya bernilai 0. Dengan demikian nilai faktor dayanya adalah: cos 0 0 = 1 atau P/ S= 1 atau total daya yang dihasilkan (daya semu) menjadi daya aktif.
Sedangkan pada sistem AC, cos φ dapat bernilai kurang dari 1 diakibatkan terdapatnya daya reaktif (Q) yang salah satunya dapat ditimbulkan oleh beban yang bersifat induktif (lagging). Misalnya sudut faktor daya 37o, maka : Cos 37o=0,8 =P/S Karena P/S< 1 , maka tidak seluruh daya yang dihasilkan (daya semu) menjadi daya aktif. Terdapat daya reaktif yang dihasilkan yaitu sebesar: Q = S . Sin 37= 0.6 S.
2.13 Tegangan 380 V DC
European Telecommunications Standards Institute (ETSI) dan Emerge Alliance telah membakukan 380 Vdc dan membuat panduan untuk distribusi listrik DC. Dalam sistem listrik dc, UPS digunakan untuk mengubah listrik dari ac ke dc. Karena distribusi ke pusat data menggunakan dc, bypass sistem UPS juga akan membutuhkan rectifier. Akibatnya, sistem dc lebih hemat biaya dalam sistem. Hal yang perlu diperhatikan ketika merancang sistem distribusi listrik dc adalah menggunakan perangkat perlindungan yang tepat, dan mengikuti syarat spesisik untuk sistem grounding dc (merujuk ke IEEE Standard 1100-2005 – IEEE Recommended Practice for Powering and Grounding Electronic Equipment). Dalam usaha untuk meningkatkan efisiensi energi dan menghemat biaya, berbagai strategi distribusi listrik ke pusat data mulai marak digunakan.
Peningkatan efisiensi dicapai dengan menggunakan sistem distribusi DC
dibandingkan dengan distribusi AC sistem dapat dikaitkan dengan berbagai alasan. Alasan utama untuk efisiensi sistem DC yang lebih tinggi adalah itu membutuhkan jumlah tahap konversi daya yang lebih rendah. Standarisasi jaringan DC akan menjadi kunci untuk menggabungkan produk dari beberapa produsen yang dikenal dari jaringan listrik AC.
Tabel 2.2 Perbandingan Parameter Jaringan Listrik DC sebagai Input untuk Standarisasi
Standardisasi DC 380V di pusat data cukup baru. Sejumlah besar perusahaan seperti EMerge Alliance dan APC bekerja untuk menyediakan produk mematuhi standar 380V DC untuk aplikasi pusat data. Distribusi DC tingkat fasilitas (di sini distribusi 380V DC) menyediakan lebih tinggi efisiensi sebagai inverter (konverter DC-AC) di UPS, konverter AC-DC di PSU, dan transformator di PDU yang di dapat terbatas.
Unit catu daya (PSU) mengubah AC pasokan ke DC yang diatur bertegangan rendah
Gambar 2.14 Arsitektur distribusi daya 380V DC daya untuk komponen internal server atau media penyimpanan digital.
PSU miliki efisiensi energi lebih tinggi daripada PSU AC karena
memiliki tahap konversi yang lebih sedikit. Juga, DC PSU jauh lebih andal dan memiliki ketersediaan lebih tinggi dari AC PSU karena jumlahnya lebih sedikit komponen dalam jalur pengiriman daya.
PSU DC akan memiliki efisiensi yang lebih tinggi dan keandalan yang lebih baik daripada AC PSU karena lebih sedikit jumlah konverter secara seri.
Arsitektur distribusi daya 380V DC telah diusulkan untuk diperoleh peningkatan efisiensi dan keandalan yang lebih tinggi dalam kekuatan pusat data.
Berbagai penelitian telah dilakukan untuk memvalidasi peningkatan efisiensi dalam distribusi DC sistem. Laboratorium Nasional Lawrence Berkley (LBNL) mulai menyelidiki distribusi DC efisiensi di pusat data pada tahun 2004.
Hasil yang diperoleh dalam penelitian mereka menyatakan bahwa distribusi DC mengkonsumsi daya 28% lebih sedikit dibandingkan dengan distribusi AC pada pusat data. Investigasi yang dilakukan menyimpulkan bahwa pada beban 50%, sistem 380 Vdc adalah yang paling efisien di antara sistem yang dipertimbangkan sebelumnya.
2.13 Driver Mosfet IR 2113
Driver Mosfet IR 2113 digunakan untuk membantu pensaklaran mosfet IRFP 460 pada mode high slide switch dan low slide switch. Mode high slide swith IR 2113 diberi tambahan rankaian bootstrap yaitu rangkaian yang digunakan untuk menaikkan tegangan VCS pada Mosfet agar dapat tersaklar dan mode low slide switch IR 2113 langsung memberi tegangan pada VGS yamg melebihi VGSThreshold agar dapat tersaklar.
Driver FET ini dipilih untuk membuatnya serbaguna untuk beberapa kekuatan FET yang berbeda seperti 4N60 atau serupa untuk mendapatkan lebih banyak daya jika diperlukan. Induktor 100 mH diterapkan secara seri dengan trafo keluaran untuk membantu trafo dalam meningkatkan induksi di bagian primer trafo. Menggunakan mikrokontroler sebagai osilator mudah untuk membuat osilasi tetapi frekuensinya tidak dapat disetel semulus osilator Chip seperti NE555 atau AD9833 chip misalnya. Konverter boost dalam bentuk elemennya terdiri dari induktor L dan dioda D yang terhubung dalam rangkaian seri antara terminal input pertama dan terminal output pertama dari konverter
boost. Terminal input kedua dan terminal output kedua konverter boost terhubung secara umum. Kapasitor penyimpanan energi C terhubung di terminal output pertama dan kedua dari konverter boost. Transistor efek medan switching Q terhubung ke titik pertemuan antara induktor Mendaratkan dioda D dan ke jalur umum yang menghubungkan terminal input dan output kedua. Dioda tubuh dan kapasitas bawaan dari C dari MOSFET Q ditunjukkan secara paralel dengannya. Gerbang elektroda MOSFET Q digabungkan dengan output dari rangkaian kontrol A. Pada tahap konverter boost, arus yang mengalir melalui induktor L dipantau dan dibandingkan dalam sirkuit kontrol A dengan nilai referensi yang dihasilkan dari tegangan yang diperbaiki. Bentuk gelombang saat ini berbentuk memiliki bentuk gelombang yang sama seperti dan berada dalam fase dengan bentuk gelombang tegangan yang diperbaiki dengan mengendalikan rasio tugas ON dan / atau frekuensi switching dari saklar MOSFET Q. Output dari konverter boost adalah tegangan DC kira-kira diatur oleh rangkaian kontrol A.
2.14 IC NE555
IC Timer atau IC pewaktu adalah jenis IC yang digunakan untuk berbagai rangkaian elektronika yang memerlukan fungsi pewaktu dan multivibrator di dalamnya. Beberapa rangkaian yang memerlukan IC Timer diantaranya seperti waveform generator, frequency meter, jam digital, counter dan lain sebagainya. IC Timer atau IC pewaktu yang paling populer saat ini adalah IC 555 yang dikembangkan oleh Hans R. Camenzind yang bekerja untuk Signetic Corporation pada tahun 1970-an. Pada dasarnya, IC Timer 555 merupakan IC monolitik pewaktu yang menghasilkan osilasi (oscilation) dan waktu penundaan (delay time) dengan keakuratan dan kestabilan tinggi.
IC Timer 555 yang umum digunakan adalah IC Timer 555 yang berbentuk DIP (Dual Inline Package) dengan 8 kaki terminalnya. Namun seiring dengan perkembangannya, saat ini kita dapat menemui beberapa versi IC 555, diantaranya seperti IC 556 yang menggabungkan 2 buah IC 555 dalam satu kemasan (14 kaki), IC 558 yang menggabungkan 4 buah IC555 dalam satu kemasan (16 kaki) serta IC555 yang mengkonsumsi daya rendah seperti 7555 dan TLC555. Nama IC 555
diambil dari 3 buah resistor yang terdapat dalam kemasan IC dengan nilai masing- masingnya 5 kΩ.
Gambar 2.10 IC NE555
Berikut ini adalah susunan dan konfigurasi Kaki IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki.
a. Kaki 1 (GND) : terminal ground atau terminal negatif sumber tegangan DC.
b. Kaki 2 (TRIG) : terminal trigger (pemicu), digunakan untuk memicu output menjadi “high”, kondisi high akan terjadi apabila level tegangan pada kaki trigger ini berubah dari high menuju ke <1/3Vcc (lebih kecil dari 1/3Vcc).
c. Kaki 3 (OUT) : terminal output (keluaran) yang memiliki 2 keadaan yaitu tinggi (high) dan rendah (low).
d. Kaki 4 (RESET) : terminal reset. Apabila kaki 4 digroundkan, output ICakan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi off. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi on, kaki 4 biasanya diberikan sinyal high.
e. Kaki 5 (CONT) : terminal control voltage (pengatur tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. secara default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 vcc.
f. Kaki 6 (THRES) : terminal threshold, digunakan untuk membuat output menjadi low. Kondisi low pada output ini akan terjadi apabila kaki 6 atau kaki threshold ini berubah dari low menuju > 1/3 vcc (lebih besar dari 1/3 vcc).
g. Kaki 7 (DISCH) : terminal discharge. Pada saat output low, impedansi kaki 7 adalah low. sedangkan pada saat output high, impedansi kaki 7 adalah high.
Kaki discharge ini biasanya dihubungkan dengan kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan interval pewaktuan dari IC 555.
h. Kaki 8 (Vcc) : terminal positif sumber tegangan DC (sekitar 4,5V atau 16V).
Berikut ini adalah generator pulsa dengan duty cycle yang dapat diatur dengan IC timer 555. Rangkaian ini merupakan multivibrator astabil dengan duty cycle 50%. Perbedaan dari desain standar timer 555 adalah resistansi antara pin 6 dan 7 dari IC yang terdiri dari P1, P2, R2, D1 dan D2.
Gambar 2.11 adjustable duty cycle menggunakan IC NE555
Komponen yang digunakan adalah C2 = 10µF, C3 = 0.1µF, R1 = R2 = 4.7K, D1 = D2 = 1N4148, IC = 555 dan C1, P1 dan P2 harus dikalkulasikan. Dioda D1 dan D2 menetapkan waktu pengisian yang tetap untuk C1 yang menghasilkan duty cycle 50%. Duty cycle (n) tergantung pada P1 dan P2 dengan persamaan berikut:
� = 1 + �2
�1 (2.8)
Jika P2 = 0 (n = 100%) maka frekuensinya dapat dihitung dengan rumus berikut:
f = 0,69 / ((2 * P1 + P2 + 4.7kΩ) * C1
BAB 3
PERANCANGAN SISTEM 3.1 Diagram Blok
Gambar 3.1 Diagram Blok
Mosfet akan melakukan switching sesuai frekuensi yang didapatkan dari gate driver. Gate Driver sendiri mendapat inputan sinyal dari Arduino Uno. Arduino akan mengeluarkan Frekuensi sesuai program yang telah diupload. Keluaran dari DC DC Converter berdasarkan DutyCycle yang dikeluarkan oleh Arduino dan Gate Driver.
Kemudian Tegangan Hasil Switching akan melewati sensor arus dan tegangan, hasil pembacaan dari sensor arus akan langsung ditampilakn di LCD dan hasil pembacaan dari sensor tegangan akan menjadi feedback penstabil tegangan dengan memvariasikan Duty cycle berdasarkan Output DC DC Converter. Saat tegangan melebihi tegangan yang diinginkan maka akan dilakukan pengurangan duty cycle, dan saat tegangan yang dihasilkan kurang dari tegangan yang diinginkan maka akan dilaukan penambahan duty cycle.
3.1.1 Penjelasan Fungsi Tiap Diagram Blok
Blok Baterai 12 V : Sebagai sumber daya untuk rangkaian yang akan dinaikkan tegangannya
Blok Adaptor : Sebagai penurun tegangan masukan pada Arduino Uno
Blok OSC 65 KHz : Menghasilkan sejumlah sinyal pulsa gelombang dengan polaritas yang berbeda
Blok FET Logic Driver : Sebagai cip driver MOSFET sisi tinggi dan rendah
karena adanya gerbang sumber tegangan harus lebih tinggi dari saluran ke sumber tegangan, yang merupakan tegangan tertinggi dalam sistem
Blok Trafo : Menaikkan tegangan awal ke tegangan lebih tinggi dan mengatur
MOSFET : Untuk mengatur arus keluaran yang dikendalikan oleh medan listrik
LCD : Sebagai tampilan keluaran hasil pengukuran arus dan tegangan
Sensor Arus : Sebagai pengukur arus yang dihasilkan Sensor Tegangan : Sebagai pengukur tegangan yang dihasilkan 3.2 Perancangan Rangkaian
Gambar 3.2 Skema Perancangan Push Pull
Rangkaian DC-DC Converter terdiri dari osilator, 2 buah transistor (transistor ini berfungsi untuk memperkuat suatu tegangan osilasi untuk diumpankan diinput ke
trafo), trafo penaik tegangan/step-up dan diode penyearah. Prinsip kerjanya yaitu ketika sebuah baterai telah dihubungkan dengan osilator, maka osilator gelombang membangkitkan 2 pulsa gelombang dengan polaritas yang berbeda selanjutnya masuk ke penguat push pull untuk dikuatkan tegangannya dan kemudian kedua pulsa yang berbeda tersebut diumpankan ke bagian tepi trafo step-up lilitan primer, sementara tegangan referensi dimasukkan ke bagian tengah trafo lilitan primer dengan tegangan yang dapat diatur. Kemudian pada output trafo/lilitan sekunder dengan bentuk persegi empat akan keluar tegangan tinggi yang merupakan gelombang AC untuk selanjutnya disearahkan dengan dioda penyearah dan difilter tegangan riaknya.
3.3 Arduino UNO
Microcontroler yang digunakan dalam rangkaian ini adalah Arduino Uno.
Arduino Uno dalam rangkaian ini berfungsi sebagai penghasil sinyal , pengatur dutycycle, Pengatur Feedback, Pembaca tegangan dan untuk menampilkan data ke LCD. Berikut adalah pengguanaan Arduino Uno dalam rangkain DC DC Converter.
Gambar 3.3 Rangkaian Arduino
3.4 Rangkaian LCD
Liquid cristal display (LCD) adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. Display yang digunakan adalah LCD 16x2, yaitu display 2x16 karakter. Karakter yang ditampilkan LCD 16x2 adalah karakter ASCII. LCD memperoleh data dari kontroler ATMega328. Display LCD digunakan untuk menampilkan posisi x, posisi y, dan posisi z pada suatu bidang. Berikut rangkaian LCD:
Gambar 3.4 Rangkaian LCD
3.5 Rangkaian Sensor Arus
Sensor arus yang digunakan pada rangkaian ini ialah ACS712 Hall Effect current sensor. Hall effect allegro ACS712 merupakan sensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau DC dalam pembacaan arus. Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi dikarenakan didalam sensor tersebut terdapat rangkaian low-offset linear hall dengan satu lintasan yang terbuat dari tembaga. Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang ditangkap oleh integrated hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional. Berikut rangkaian ACS712 :
Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Arus 3.6 Rangkaian Sensor Tegangan
Sensor tegangan untuk rangkaian ini menggunakan 2 buah resistor yaitu 100K Ohm dan 10K Ohm. Rangkaian sensor tegangan tersebut menggunakan prinsip rangkaian pembagi tegangan dengan output maksimal adalah 5 volt yang akan terbaca oleh pin Analog Arduino. Berikut rangkaiannya:
Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Tegangan
3.7 Rangkaian Gate Driver
Gate driver adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai pengendali gerbang pada mosfet. Pada microcontroler arduino dihasilkan gelombang pulsa dengan tegangan high adalah 5 volt dan tegangan low adalah 0 Volt. Pada gate driver ini terjadi proses peningkatan tegangan dengan sistem transistor sebagai penguat.
Dalam penelitian ini transistor yang digunakan adalah phototransistor yang terdapat pada Optocoupler PI817. Sebagaimana prinsip phototransistor, Basenya adalah penangkap cahaya dari led yang terdapat di depannya.
Gambar 3.7 Rangkaian Gate Driver
3.8 Skema Rangkaian Lengkap
3.8 Skema Rangkaian Lengkap