SKRIPSI
TIMBUL MULYA DAVID
090801057
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana
Sains
TIMBUL MULYA DAVID
090801057
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAYA LISTRIK BERBASIS ATMEGA 8535
MENGGUNAKAN PC
Kategori
: Skripsi
Nama
: Timbul Mulya David
Nomor Induk Mahasiswa
: 090801057
Program Studi
: Sarjana (S1) Fisika
Departemen
: Fisika
Fakultas
: Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA)
Universitas Sumatera Utara
Diluluskan di:
Medan, 10 Juni 2014
Komisi Pembimbing
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Marhaposan Situmorang
Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc
Nip. 195510301980031003
Nip.196006031986011002
Disetujui Oleh :
Ketua Departemen Fisika
PERNYATAAN
MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK
BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya
Medan, 10 Juni 2014
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah
memberikan kekuatan, petunjuk dan Anugrah-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi ini dengan judul : “
MINIATUR MONITORING DAN
PEMAKAIAN
DAYA
LISTRIK
BERBASIS
ATMega
8535
MENGGUNAKAN PC”.
Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Keluarga tercinta, khususnya kedua orangtua saya (Ayahanda Biliher
Syarifuddin Panjaitan dan Ibunda Nurselly br. Simanjuntak) atas kasih sayang,
doa, motivasi dan kerja kerasnya dalam mencukupi kebutuhan saya. Dan juga
kakak-kakak saya Rotua Krisnawaty br. Panjaitan, Yunita Vera Ulina br.
Panjaitan, dan adik saya Minarti br. Panjaitan atas doa dan motivasinya.
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng. Sc
yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan/ide demi sempurnanya
skripsi ini.
3. Bapak Drs. Nasir Saleh, M. Eng. Sc (+) selaku dosen wali saya yang telah
banyak memberikan motivasi semasa hidupnya selama perkuliahan, Bapak
Drs. Syahrul Humaidi, Msc selaku sekretaris Departemen Fisika, beserta
seluruh Civitas Akademika FMIPA khususnya seluruh staf pengajar dan
pegawai yang selalu memperhatikan proses studi di Departemen Fisika FMIPA
USU
4. Oppung S. Panjaitan br Silaen (+) dan keluarga J Panjaitan br. Siahaan serta
seluruh keluarga besar Panjaitan demikian juga seluruh saudara-saudara sepupu
atas semangat dan motivasinya.
5. Oppung G Simanjuntak br Panjaitan (+) dan Keluarga Drs J. Simanjuntak br.
Pasaribu serta seluruh keluarga besar Simanjuntak demikian juga seluruh
saudara-saudara sepupu atas semangat dan motivasinya.
6. Teman-teman seperjuangan dalam menyelesaikan skripsi Ferdi Aulia Mirda
dan Poltak Simarmata atas dukungan dan motivasinya
7. Teman-teman stambuk breaving 2009 (Sony, Enra, Rieni, Esra, Andrian, Silvi,
Helen, Ferdy, Nurzanah, Masria, Emy, Jenny, Agus, Agus Ningsih, Sabam,
Resdina, Zainalludin, Suhartina, Stevani, Resdina, Mega, Yosua, Wenny,
Natanael, Kalam, Ferdi, Poltak, Istas, Andico, Eldo, Arvilla, Fitri, Sukria,
Monora, Septiana, Ade, Abul, dan rekan lainnya) beserta seluruh keluarga
besar IMF yang telah memberikan semangat dan motivasinya.
8. Seluruh keluarga, saudara-saudari, teman-teman, abang/kakak dan rekan-rekan
lainnya yang tidak dapat saya ucapkan satu persatu, terima kasih buat doa dan
dukungannya. Semoga Tuhan selalu memberkati kita semua
Medan, 10 Juni 2014
MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK
BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC
ABSTRAK
Pada tahun 2013 pemakaian daya listrik kota Medan mencapai 90,48 Tera watt,
hal ini dikarenakan tidak adanya penerapan manajemen energy sebagai upaya
strategis untuk menghemat energi listrik.
Sebagai salah satu cara manajemen pemakaian daya listrik adalah melalui
pemantauan langsung pemakaian listrik. Karena itu dibuatlah alat untuk
memonitoring daya yang digunakan menggunakan ACS-712 sebagai sensor arus
dan Transformator sebagai sensor tegangan sehingga dapat dimonitoring nilai
daya yang digunakan. Nilai arus dan tegangan tersebut akan diterima
mikrokontroler ATMega 8535 yang telah diisi program untuk mengubah besaran
tegangan analog menjadi besaran digital yang dikirim ke PC menggunakan RS
232 dan ditampilakan dalam bentuk grafik
Dari hasil pengukuran dan monitoring diperoleh bahwa kesalahan rata-rata cukup
kecil yaitu 3,64% , sehingga alat ini cukup baik untuk digunakan sebagai sebuah
alat pengukuran dan pemantauan penggunaan daya listrik
MINIATURE POWER USAGE AND MONITORING BASED ATMega
8535 USING PC
ABSTRACT
In 2013 the city of Medan power consumption reached 90.48 Tera watts , this is
due to lack of implementation of energy management as a strategic effort to
conserve electrical energy .
As a way of electric power consumption management is through the direct
monitoring of power consumption . Since it was established tool for monitoring
power use ACS - 712 is used as a current sensor and voltage transformers as
sensors can be monitored so that the value of the power used . The voltage and
current values will be accepted ATMega 8535 microcontroller which has been
filled program to convert the analog voltage magnitudes into digital quantities are
sent to the PC using the RS 232 and displayed in graphical form
From the measurement and monitoring found that the average error is 3.64 % is
quite small , so it 's quite good tool to use as a means of measuring and monitoring
the use of electric power
DAFTAR ISI
Halaman
Persetujuan
i
Pernyataan
ii
Penghargaan
iii
Abstrak
v
Abstract
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
ix
Daftar Gambar
x
Daftar Lampiran
xi
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Rumusan Masalah
2
1.3 Batasan Masalah
2
1.4 Tujuan Penelitian
2
1.5 Manfaat Penelitian
3
1.6 Sistematika Penulisan
3
BAB II. LANDASAN TEORI
4
2.1 Arus Listrik
4
2.2 Tegangan
5
2.3 Daya
6
2.5 Transformator
6
2.5 Pengenalan Visual Basic
9
2.5.1 Project
10
2.5.3 Form
10
2.5.4 Coding Atau Syntax
10
2.6 Mikrokontroler ATMega 8535
11
2.6.1 Fitur ATMega8535
12
2.6.2 Konfigurasi Pin ATMega8535
12
2.6.3 Peta Memori
13
2.6.4 Komunikasi Serial USART
14
2.6.4.1 Pengiriman Data
15
2.6.4.2 Penerimaan Data
15
2.6.5 ADC (Analog To Digital Converter)
16
2.7 Komunikasi Serial RS 232
16
2.7.1 Karakteristik Sinyal Serial Port
17
2.7.2 Serial Port pada PC
18
2.7.3 Konfigurasi Serial Port
18
2.7.4 Transmisi Data Pada RS232
19
2.7.5 Converter Logika RS232.
20
BAB III. PERANCANGAN ALAT
21
3.1.1 Diagram Blok Rangkaian
21
3.1.2 Rangkaian Power Supply
22
3.1.3 Rangkaian ACS 712 (Allegro Current Sensor 712)
23
3.1.4 Rangkaian Sensor Tegangan
25
3.1.5 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
26
3.1.6 Perancangan Pada PC
27
3.2 Perancangan Perangkat Lunak (software)
28
3.2.1 Flowchart rangkaian pada Mikrokontroler
28
3.2.2 Flowchart pada PC
30
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA DATA
32
4.1 Pengujian Alat
32
4.1.1 Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan
32
4.1.2 Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega
8535
32
4.1.3 Pengujian RS 232
33
4.1.4 Pengujian Sistem Keseluruhan
33
4.2 Analisa Data
37
4.2.1 Analisa Data Untuk Sensor Arus
37
4.2.2 Analisa Data Untuk Sensor Tegangan
40
4.2.3 Analisa Data Untuk Daya
42
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
43
5.1 Kesimpulan
43
5.2 Saran
43
DAFTAR PUSTAKA
44
DAFTAR TABEL
No. Tabel
Judul
Halaman
Tabel 2.1 .
Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB 9
19
Tabel 3.1
Fungsi masing-masing Pin IC ACS 712
24
Tabel 4.1
Nilai Hasil Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan
DAFTAR GAMBAR
No. Gambar
Judul
Halaman
Gambar 2.1
Transformator Step-Up
7
Gambar 2.2
Transformator Step-Down
8
Gambar 2.3
Diagram blok fungsional ATMega 8535
11
Gambar 2.4
Pin ATMega8535
13
Gambar 2.5
Peta Memori Program AVR ATMega8535
14
Gambar 2.6 RS232 DB9
18
Gambar 2
.
7
Rangkaian RS 232
20
Gambar 3.1
Diagram Blok Rangkaian
21
Gambar 3.2
Rangkaian Power Supply
22
Gambar 3.3
Rangkaian ACS712
23
Gambar 3.4
Diagram Blok ACS 712
25
Gambar 3.5
Rangkaian Sensor Tegangan
25
Gambar 3.6
Rangkaian mikrokontroler ATMega 8535
26
Gambar 3.7
Flowchart Rangkaian Pada Mikrokontroler
28
Gambar 3.8
Flowchart Pada PC
31
DAFTAR LAMPIRAN
No. Lampiran
Judul
Halaman
Lampiran A Gambar Rangkaian Miniatur Monitoring Daya Listrik PLN
Berbasis ATMega 8535 Menggunakan PC
45
Lampiran B
Gambar Keseluruhan Alat dan Bagian-Bagiannya
46
Lampiran C
Data Untuk Daya 25 Watt selama 1 jam dalam Microsoft
Access
47
Lampiran D
Data Untuk Daya 40 Watt selama 1 jam dalam Microsoft
Access
57
Lampiran E
Data Untuk Daya 100 Watt selama 1 jam dalam Microsoft
Access
67
Lampiran F
Data Untuk Daya 350 Watt selama 1 jam dalam Microsoft
Access
75
Lampiran G
Program Bahasa C Pada Mikrokontroler ATMega 8535
MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK
BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC
ABSTRAK
Pada tahun 2013 pemakaian daya listrik kota Medan mencapai 90,48 Tera watt,
hal ini dikarenakan tidak adanya penerapan manajemen energy sebagai upaya
strategis untuk menghemat energi listrik.
Sebagai salah satu cara manajemen pemakaian daya listrik adalah melalui
pemantauan langsung pemakaian listrik. Karena itu dibuatlah alat untuk
memonitoring daya yang digunakan menggunakan ACS-712 sebagai sensor arus
dan Transformator sebagai sensor tegangan sehingga dapat dimonitoring nilai
daya yang digunakan. Nilai arus dan tegangan tersebut akan diterima
mikrokontroler ATMega 8535 yang telah diisi program untuk mengubah besaran
tegangan analog menjadi besaran digital yang dikirim ke PC menggunakan RS
232 dan ditampilakan dalam bentuk grafik
Dari hasil pengukuran dan monitoring diperoleh bahwa kesalahan rata-rata cukup
kecil yaitu 3,64% , sehingga alat ini cukup baik untuk digunakan sebagai sebuah
alat pengukuran dan pemantauan penggunaan daya listrik
MINIATURE POWER USAGE AND MONITORING BASED ATMega
8535 USING PC
ABSTRACT
In 2013 the city of Medan power consumption reached 90.48 Tera watts , this is
due to lack of implementation of energy management as a strategic effort to
conserve electrical energy .
As a way of electric power consumption management is through the direct
monitoring of power consumption . Since it was established tool for monitoring
power use ACS - 712 is used as a current sensor and voltage transformers as
sensors can be monitored so that the value of the power used . The voltage and
current values will be accepted ATMega 8535 microcontroller which has been
filled program to convert the analog voltage magnitudes into digital quantities are
sent to the PC using the RS 232 and displayed in graphical form
From the measurement and monitoring found that the average error is 3.64 % is
quite small , so it 's quite good tool to use as a means of measuring and monitoring
the use of electric power
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari, masyarakat sangat membutuhkan listrik agar bisa
melaksanakan segala aktivitasnya, dan kebutuhan listrik untuk setiap rumah
ataupun instansi akan listrik tentu saja berbeda-beda, sehingga distributor listrik
yang terutama yaitu PLN (Perusahaan Listrik Negara) perlu menyediakan arus
listrik yang mencukupi untuk setiap wilayah agar aktivitas masyarakat bisa dapat
berlangsung dengan lancar.
Dengan beraneka-ragamnya permintaan arus listrik dari setiap wilayah
menyebabkan PLN harus bisa menyediakan energi listrik dengan lancar, dan
umumnya mereka mengirimkan petugas ke berbagai wilayah untuk mendata agar
mengetahui berapa banyak energi listrik yang diperlukan pada daerah yang satu
dengan daerah yang lain. Karena itu harus diambil sebuah langkah yaitu
bagaimana caranya agar energi listrik yang terpakai tersebut dapat digunakan
secara efektif dan efisien.
Untuk mengatasi permasalahan di atas maka perlu dirancang sebuah alat
agar bisa memonitoring daya listrik tersebut sehingga bisa lebih mudah dan lebih
cepat untuk diketahui apakah efisien atau tidak. Sehubungan dengan hal itu maka
peneliti ingin membuat ‘
MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN
DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC
’
,
dengan
menggantikan PLN sebagai arus listrik dan pelanggan sebagai beban penerima
arus listrik. Alat untuk memonitoring daya listrik ini dengan merancang ACS 712
sebagai sensor untuk pendeteksi arus listrik, trafo sebagai sensor tegangan dan
mikrokontroler ATMega 8535 yang digunakan untuk mengubah besaran tegangan
analog pada keluaran ACS menjadi besaran digital dan akan ditampilkan pada
komputer yang berfungsi sebagai monitoring
Dengan ditampilkannya daya listrik tersebut pada komputer maka akan
dapat dilihat dengan baik pada saat beban sedang menggunakan daya listrik
dilihat dalam bentuk grafik untuk mengetahui apakah daya tersebut sudah sesuai
dengan yang diinginkan, dan data dalam bentuk grafik tersebut akan dimasukkan
dalam bentuk database.
1.2 Rumusan Masalah
Yang menjadi rumusan masalah didalam penelitian ini adalah
1. Bagaimana cara merancang Allegro Current Sensor (ACS 712) agar
dapat menyensor arus yang sedang mengalir
2. Bagaimana cara merancang trafo sebagai sensor tegangan
3. Bagaimana cara menerapkan mikrokontroler Atmega 8535 agar dapat
memonitoring daya listrik
4. Bagaimana menampilkan daya yang sudah terdeteksi pada komputer
dalam waktu yang berskala berbentuk grafik dan menyimpannya ke
dalam database
1.3 Batasan Masalah
Yang menjadi batasan dari permasalahan pada pembahasan penelitian ini yaitu:
1. Sensor yang akan digunakan untuk mendeteksi arus tersebut yaitu ACS
172
2. Sensor yang akan digunakan untuk mendeteksi tegangan yaitu trafo
3. ATMega 8535 akan diisi dengan program yang menggunakan bahasa C
pada Software Code Vision AVR
4. Program yang dipakai untuk membuat grafik yaitu program Visual Basic
6.0 dan menyimpannya ke dalam database menggunakan program
Microsoft Acces
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukan penelitian ini yaitu:
1. Dapat mengaplikasikan ACS 712 untuk menyensor arus listrik dan trafo
sebagai sensor tegangan
2. Dapat menampilkan besar daya dan grafik dengan beban tertentu dalam
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini yaitu bisa memonitoring daya
listrik untuk memberi kemudahan dan akses pengawasan listrik kepada pelanggan
dapat berfungsi dengan baik
1.6 Sistematika Penulisan
Agar dapat mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat ini sebagai
berikut:
Bab I. Pendahuluan
Bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, batasan
masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian , dan sistematika penulisan.
Bab II. Landasan Teori
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan dalam
pembahasan dan cara kerja rangkaian.
Bab III. Perancangan Alat
Bab ini berisi tentang tahap- tahap perancangan alat, sampai akhirnya akan
diperoleh suatu diagram blok yang merupakan gambaran dari keseluruhan sistem
sehingga dapat menjalankan fungsi yang kita inginkan.
Bab IV. Pengujian dan Analisa Sistem
Berisi tentang pengujian dan analisa sistem/ rangkaian pada penelitian ini.
Bab V. Kesimpulan dan Saran
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan
yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Arus Listrik
Arus Listrik merupakan aliran elektron-elektron dari atom ke atom yang terjadi
pada sebuah penghantar dengan kecepatan dalam waktu tertentu. Penyebab
timbulnya arus listrik tersebut dikarenakan adanya beda potensial pada kedua
ujung penghantar yang terjadi karena mendapatkan suatu tenaga untuk mendorong
elektron-elektron tersebut berpindah-pindah tempat. Umumnya gerakan aliran
elektron ini akan menuju tempat yang lebih lemah tekanannya. Sedangkan besar
kecilnya arus listrik yang terjadi tentu saja bergantung pada pembangkit listrik
yang mengeluarkan tenaga tersebut
Agar alat-alat elektronika dapat kita gunakan maka tenaga dorong listrik
yang dibutuhkan haruslah mencukupi dan sesuai dengan yang dibutuhkan. Arus
listrik tersebut juga haruslah dapat dialirkan atau diputuskan agar aliran listrik
aman dengan kecepatan yang stabil. Kecepatan perpindahan arus listrik ini dapat
disebut laju arus yang dapat ditulis dengan I dengan satuan ampere. Dan arus
listrik tersebut terjadi jika muatan listrik tersebut mengalir setiap detik. Sehingga
dapat kita tuliskan hubungan muatan listrik, arus listrik, dan waktu, dengan rumus
I = Q/t atau Q = I x t
(2.1)
Keterangan :
I = Kuat arus listrik (A)
Q = Banyaknya muatan Listrik (Coulomb)
T = waktu (s)
Arus listrik yang mengalir tersebut dari sumber arus listrik tersebut dapat
kita bedakan menjadi 2 macam yaitu :
a.
Arus bolak-balik (Alternating Current)
Arus bolak-balik (AC) adalah arus yang mengalir dengan polaritas yang
umumnya arus AC ini adalah arus yang digunakan dalam kehidupan
sehari-hari seperti alat-alat elektronika yang dipakai didalam rumah kita. Arus listrik
ini dihasilkan oleh pembangkit tenaga listrik yang bernama generator yang
ada pada pembangkit listrik.
b.
Arus searah (Direct Current)
Arus searah (DC) merupakan arus yang mengalir dengan arah yang tetap
(konstan) dengan masing-masing terminal selalu tetap pada polaritasnya.
Arus ini bisa terjadi karena berasal dari akumulator (Accu). Arus listrik
searah ini dapat dihasilkan dengan cara merubah arus AC menjadi DC
menggunakan power supply dengan dioda sebagai penyearah arus yang dapat
menyearahkan arus bolak-balik menjadi arus searah.
2.2 Tegangan
Sebuah benda bermuatan positif kalau benda tersebut kehilangan elektron dan
bermuatan negatif kalau benda tersebut kelebihan elektron. Dalam keadaan
berbeda muatan inilah munculnya tenaga potensial yang berada di antara benda –
benda itu. Karena itu bila sepotong kawat penghantar dihubungkan diantara kedua
benda yang berbeda muatan menyebabkan terjadinya perpindahan energi diantara
benda – benda itu. Peralihan energi ini berlangsung terus selama ada beda
tegangan. Terjadinya tegangan disebabkan adanya beda tiap muatan mempunyai
tenaga potensial untuk menggerakkan suatu muatan lain dengan cara menarik
atau menolak.
Beda tegangan dapat dihasilkan dengan memberikan tekanan listrik dari suatu
pembangkit listrik pada salah satu tempat penghantar. Satuan untuk mengukur
tegangan listrik adalah volt. Beda tegangan dapat berubah – ubah, dari seperjuta
volt sampai beberapa juta volt. Beda tegangan diantara terminal – terminal dari
PLN ada yang 110 volt atau 220 volt, beda tegangan diantara dua terminal aki
adalah 6 volt atau 12 volt, sedangkan beda tegangan pada baterai umumnya 1,5
2.3 Daya
Daya listrik adalah energi yang dibawa oleh elektron yang bergerak tiap satuan
ewaktu. Karena ada arus yang mengalir dalam rangkaian maka akan ada konversi
energi listrik menjadi energi bentuk lain. Contoh, arus mengalir melalui filamen
merubah energi listrik menjadi terang dan energi panas. Daya listrik dapat
didefenisikan sebagai ukuran (rate) pada saat energi listrik dikonversi dan
merupakan kuantitas yang penting dalam rangkaian-rangkaian praktis. Daya
merupakan ukuran disipasi energi dalam sebuah alat. Karena tegangan dan arus
dapat berubah sesuai fungsi dari waktu, kita segera memperkirakan bahwa nilai
sesaat dan nilai rata-rata dapat digunakan untuk menggambarkan disipasi.
Konsumsi daya dalam arus ac lebih rumit karena tegangannya sinusoidal dan
arusnya berubah secara kontiniu dalam amplitudo, dan dapat keluar atau masuk
fase.Ada beberapa sirkuit ac yang sekaligus memiliki komponen resistif dan juga
reaktif. Komponen resistif mendisipasi (membuang) energi pada rangkaian ac,
sama halnya dengan rangkaian dc. Ada kalanya komponen reaktif tidak
mendisipasi energi, tetapi melepaskannya ke sumber daya dalam satu selang
siklus tegangan sebanyak energi yang diserap sebelumnya. Hasil yang terjaring
adalah energi total yang terdisipasi pada suatu rangkaian ac yang mengandung
komponen resistif, dan sama sekali tidak mengandung komponen reaktif.
Watt (W) adalah ukuran dasar dari daya listrik. Kesimpulan untuk daya
pengukuran pada rangkaian dc dan ac adalah sebagai berikut:
P = V x I
(2.2)
Dimana :
P = Daya/energi listrik (watt)
V = Tegangan/beda potensial (Volt)
I = Arus (Ampere)
2.4 Transformator
Transformator merupakan suatu peralatan listrik yang bisa memindahkan energi
listrik atau mengubah energi listrik bolak-balik dari satu level ke level tegangan
dapat terjadi karena pada kedua ujung kumparan terjadi perubahan jumlah
garis-garis gaya medan magnet. Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti
yang terbuat dari besi berlapis dan dua buah kumparan yaitu kumparan primer dan
kumparan sekunder dan bersifat induktif yang berpisah secara elektris namun
berhubungan secara magnetis melalui jalur yang memiliki reluktansi ( reluctance)
rendah. Apabila kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan
bolak-balik, maka fluks bolak-balik akan muncul di dalam inti (core) yang dilaminasi,
karena kumparan tersebut membentuk jaringan tertutup, maka mengalirlah arus
primer.
Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder
lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan.
Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik
tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi
Gambar 2.1 Gambar Transformator Step-Up
Apabila tegangan diturunkan disebut transformator step – down.
primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini
sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.
Gambar 2.2 Gambar Transformator Step-Down
Arus daya AC yang bervariasi diperlukan untuk menghasilkan fluks
magnet yang bervariasi pada inti besi sehingga energi listrik dari satu kumparan
ditransfer ke kumparan yang lain. Kumparan yang menerima daya dari pensuplai
disebut kumparan primer, sedangkan kumparan yang memberikan daya pada
beban disebut kumparan sekunder. Frekuensi AC dari primer menginduksikan
frekuensi yang sama pada sekunder. Selain sebagai pengubah tegangan,
transformator juga dapat digunakan untuk mengisolasi rangkaian, mengatur
2.5 Pengenalan Visual Basic
Visual Basic dikenalkan pada tahun 1991. Konsep pemrograman dengan metode
drag-and-drop untuk membuat tampilan aplikasi Visual Basic ini diadaptasi dari
prototype generator form yang dikembangkan oleh Alan Cooper dan
perusahaannya, dengan nama Tripod
.Visual basic 6.0 adalah salah satu aplikasi untuk membuat system
informasi database. Visual basic 6.0 ini adalah terusan dari visual basic 1 sampai
5. walau agak tertinggal, tapi aplikasi software ini masih digunakan untuk
pengimplementaisannya di dalam pembuatan sistem database. Visual basic 6.0 ini
pun berkembang menjadi visual studio, visual basic 2008 sampai visual basic. net.
Visual basic 6.0 ini sering juga di gunakan dalam perhitungan gaji,
penjualan barang dan lain-lain. visual basic ini support dengan operating sistem
windows. dan untuk databasenya bisa menggunakan microsoft access, SQL server
dan oracle, selain itu jugab banyak digunakan sebagai developer dibanding bahasa
pemprograman yang lain seperti Pascal misalnya, dimana kita harus menulis
program untuk segala sesuatu. Microsoft Visual Basic 6.0 mampu menambahkan
sendiri sebagian kode program secara otomatis ke dalam program sehingga
pekerjaan programer menjadi semakin mudah. Micrososft Visusal Basic 6.0
memberikan banyak kemudahan bagi para perancang program berbasis windows
dalam menuangkan imajinasinya dengan menggunakan objek-objek yang tersedia
dalam fasilitas Micrososft Visusal Basic 6.0 serta fasilitas click and drag untuk
membuat tampilan semenarik mungkin sesuai dengan keinginan pembuat
program.
Micrososft Visusal Basic 6.0 juga menyediakan fasilitas yang mungkin
untuk menyusun sebuah program dengan memasang objek-objek grafis dalam
sebuah form. Selain itu Microsoft Visual Basic 6.0 juga menawarkan berbagai
kemudahan dalam mengelola sebuah database. Selain keistimewaan yang handal
Micrososft Visusal Basic 6.0 memiliki keistimewaan yang paling utama adalah
Object Oriented Programming (OOP) atau disebut dengan pemrograman yang
berorientasi objek yang mempermudah para pemakai dalam membangun sebuah
Dalam menu visual basic terdapat komponen-komponen yang tentu saja di
perlukan untuk menentukan coding atau syntax yang akan digunakan. karena
salah titik atau koma dalam visual basic akan mengakibatkan program sistem
debug atau error. Dalam pengimplementasian aplikasi program visual basic ada 5
pokok yang penting di dalam komponennya. yaitu
A. Project
B. Form
C. Coding Atau Syntax
2.5.1 Project
Project adalah nama file yang akan dikenal dalam pemanggilan program aplikasi.
kita dapat merubahnya sesuai dengan nama file atau sistem database yang kita
inginkan. project ini juga menentukan direktori form aplikasi yang akan dibuat.
karena, keseluruhan projek yang dibuat, itu diwakili atas nama project. pada saat
kita memembuat aplikasi data, project lah yang jadi perwakilan keseluruhan
aplikasi yang di buat di dalam visual basic.
2.5.2 Form
Form Aplikasi dibuat untuk pengimplementasian sistem yang dapat melakukan
beberapa perintah eksekusi sesuai yang di inginkan. dalam Form ini juga kita
dapat mengkodingkan aplikasi untuk memanggil database, menampilkan data,
menghapus data, mengupdate data, mengedit data dan mencetak data yang telah
kita eksekusi.
2.5.3 Coding Atau Syntax
Adalah perintah-perintah dalam bahasa program aplikasi visual basic yang telah
ditentukan.dalam coding ini juga yang mempengaruhi sistem dapat berjalan atau
tidak. dalam pembuatan coding harus berhati-hati, karena jika salah titik atau
koma, akan berakibat program aplikasi yang kita buat mengalami debug atau
2.6 Mikrokontroler ATMega 8535
Mikrokontroller adalah suatu kombinasi mikroprosesor, piranti I/O (Input/Output)
dan memori, yang terdiri atas ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random
Access Memory), dalam bentuk keping tunggal (single chip). Mikrokontroller
ATmega8535 adalah mikrokontroller 8 bit buatan ATMEL dengan 8 KByte
System Programable Flash dengan teknologi memori tinggi, kepadatan tinggi, dan
kompatibel dengan pin out. Dibawah ini adalah gambar diagram blok ATMega
8535
Dari Gambar 2.3 tersebut dapat dilihat bahwa ATMega8535 memiliki bagian
sebagai berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D
2.
ADC 10 bit sebanyak 8 saluran
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan
4.
CPU yang terdiri atas 32 saluran register
5. Watching Timer dengan osilator internal
6. SRAM sebesar 512 byte
7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write
8. Unit interupsi internal dan eksternal
9. Port antarmuka SPI
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi
11. Antaramuka komparator analog
12. Port USART untuk komunikasi serial
2.6.1 Fitur ATMega8535
Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut:
1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16
MHz.
2. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM
(electrically Erasable Programmable Read Only Memori) sebesar 512
byte.
3. ADCinter dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel.
4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps
5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
2.6.2 Konfigurasi Pin ATMega8535
Konfigurasi Pin ATMega8535 bila dilihat dari Gambar 2.4. Dari Gambar tersebut
dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin ATMega 8535 sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya
2. GND merupakan pin ground
4. Port B (PB0..PB7) merupan pin I/0 dua arah dan pin fungsi sekaligus
khusus, yaitu Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.
5. Port C (PC0.PC7) merupakan pin I/0 dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu,
yaitu TWI,komparator analog, dan timer Oscilator
6. Port D(PDO..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial
7. Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
8. XTAL 1 dan XTAL 2 merupakan pin masukan clock eksternal
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC
10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC
Gambar 2.4 Pin ATMega8535
2.6.3 Peta Memori
AVR ATMega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori
program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 buah
register umum., 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM Internal.
Register keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah,
yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu, register khusu untuk menangani I/0 dan
control terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikut berikutnya, mulai
dari $20 hingga $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan
control register yang khusus
peripheral mikrokontroler,
I/O, dan sebagainya. Alamat yang lainn
pada lokasi $60 sampai
PEROM tersusun dalam
16-bit atau 32-bit. AVR
dengan alamat mulai
Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash.
Gambar 2.5 Peta Memori Program AVR ATMega8535
2.6.4 Komunikasi Serial USART
Serial Port atau biasa disebut
sebuah port pada personal
bit informasi pada satu
tidak memungkinkan
disebabkan karena dalam
bekerja seri, misalnya
sekarang ini sudah berkurang.
port USB dan Firewire.
yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap
mikrokontroler, seperti control register, timer/counter, fungsi
I/O, dan sebagainya. Alamat yang lainnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu
sampai dengan $25F. Memori program yang terletak
tersusun dalam word atau 2 byte karena setiap instruksi
bit. AVR ATMega8535 memiliki 4KByteX16-bit
mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki
Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash.
Gambar 2.5 Peta Memori Program AVR ATMega8535
Komunikasi Serial USART
biasa disebut dalam bahasa Indonesia adalah port seri
pada personal computer yang berfungsi untuk mentransmisikan
pada satu satuan waktu. Dalam serial port, pengiriman
memungkinkan untuk melakukan secara banyak sekaligus.
karena dalam melakukan pemindahan data, biasanya
misalnya COM 1 dan COM 2. Untuk penggunaan
sudah berkurang. Penggunaan port serial telah terganti
Firewire. Sedangkan untuk jaringan (networking) fungsinya
fungsi terhadap bebagai
timer/counter, fungsi – fungsi
digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu
ng terletak dalam Flash
instruksi memiliki lebar
bit Flash PEROM
tersebut memiliki 12 bit
Gambar 2.5 Peta Memori Program AVR ATMega8535
adalah port seri merupakan
mentransmisikan satu
pengiriman informasi
sekaligus. Hal ini
biasanya serial port
penggunaan port serial
telah tergantikan dengan
tergantikan dengan port Ethernet. Berikut beberapa fungsi serial port yaitu
menghubungkan antara peripheral (alat) computer lain dengan motherboard,
penghubung antara mouse dengan motherboard, penghubung antara modem
dengan motherboard, dan mentransmisikan informasi-informasi berupa bit-bit dari
mainboard ke perangkat lainnya.
USART ATMega8535 memiliki beberapa keuntungan dibandingkan
dengan sistem UART, yaitu:
1. Operasi full duplex
2. Mode operasi asinkron dan sinkron
3. Mendukung komunikasi multiprosesor
4. Mode kecepatan transmisi berorde Mbps.
2.6.4.1 Pengiriman Data
Proses pengiriman data serial dilakukan per Half data dengan ,menunggu register
UDR yang merupakan tempat data serial akan disimpan menjadi kosong sehingga
siap ditulis dengan data yang baru. Proses tersebut menggunakan bit yang ada
pada register UCSRA, yaitu bit UDRE (USART Data Register Empty). Bit UDRE
merupakan indikator kondisi register UDR. Jika UDRE bernilai 1, maka register
UDR telah kosong dan siap diisi dengan data yang baru.
2.6.4.2 Penerimaan Data
Proses penerimaan data serial dilakukan dengan mengecek nilai bit RXC (USART
Receive Complte) pada register UCSRA. RXC akan bernilai satu jika ada data
yang siap dibaca di buffer penerima, dan bernilai nol jika tidak ada data pada
buffer penerima. Jika penerima USART dinonaktifkan, maka bit akan selalu
bernilai nol.
2.6.5 ADC (Analog To Digital Converter)
ADC ATMega8535 dapat konfigurasi, baik single ended input maupun
differentsial input. Selain itu, ADC ATMega8535 memiliki konfigurasi
amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan dari
ADC itu sendiri.
Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan
referensi format output data, dan mode pembacaan. Register yang perlu di set
nilainya adalah ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register) merupakan
register 8 bit yang berfungsi menentukan tegangan referensi ADC, format data
output, dan saluran ADC yang digunakan, ADCSRA (ADC control and status
register). ADCSRA (ADC Control and Status RegisterA) merupakan register 8 bit
yang berfungsi melakukan manajemen sinyal kontrol dan statur dari ADC, dan
SFIOR (Special Function IO Register) merupakan register 8 bit pengatur sumber
picu konversi ADC , apakah dari picu eksternal atau dari picu internal.
Dalam proses pembacaan hasil interupsi ADC, dilakukan pengecekan
terhadap bit ADIF (ADC Interrupt Flag) pada register ADCSRA. ADIF akan
bernilai 1 jika konversi sebuah saluran ADC telah selesai dilakukan dan data hasil
konversi siap untuk diambil , dan demikian sebaliknya. Data disimpan dalam dua
buah register, yaitu ADCH dan ADCL
.
2.7
Komunikasi Serial
RS 232
RS232 adalah standard komunikasi serial antar periperal-periperal. Standar sinyal
komunikasi serial yang banyak digunakan ialah standar RS232. Standar ini
menggunakan beberapa piranti dalam implementasinya. Banyak PC dan komputer
yang kompatibel dilengkapi dengan dua port serial dan satu port paralel.
Meskipun kedua jenis port yang digunakan untuk berkomunikasi dengan
perangkat eksternal, mereka bekerja dengan cara yang berbeda.
Standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara komputer (Data
Terminal Equipment – DTE) dengan alat – alat pelengkap komputer (Data
Circuit-Terminating Equipment – DCE). Standard RS232 inilah yang biasanya
kita dapat menemukan dua konektor DB 9 yang bisanya dinamakan COM1 dan
2.7.1 Karakteristik Sinyal Serial Port
Standar RS232 ditetapkan oleh Electronic Industry Association and
Telecomunication Industry Association pada tahun 1962. Nama lengkapnya
adalah EIA/TIA-232 Interface Between Data Terminal Equipment and Data
Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange.
Meskipun namanya cukup panjang tetapi standar ini hanya menyangkut
komunikasi data antara komputer dengan alat-alat pelengkap komputer. Ada dua
hal pokok yang diatur standar RS232, antara lain adalah :
1. Bentuk sinyal dan level tegangan yang dipakai.
2. Jenis sinyal dan konektor yang dipakai, serta susunan sinyal pada
kaki-kaki di konektor.
Beberapa parameter yang ditetapkan EIA (Electronics Industry
Association) antara lain:
a. Sebuah ‘spasi’ (logika 0) antara tegangan +3 s/d +25 volt
b. Sebuah ‘tanda’ (logika 1) antara tegangan -3 s/d -25 volt
c. Daerah tegangan antara +3 s/d -3 volt tidak didefenisikan
d. Tegangan rangkaian terbuka tidak boleh lebih dari 25 volt (dengan
acuan ground)
e. Arus hubung singkat rangkaian tidak boleh lebih dari 500 mA.
Sebuah penggerak (driver) harus mampu menangani arus ini tanpa
mengalami kerusakan. Selain mendeskripsikan level tegangan seperti yang
dibahas di atas, standard RS232 menentukan pula jenis-jenis sinyal yang dipakai
mengatur pertukaran informasi antara DTE dan DCE, semuanya terdapat 24 jenis
sinyal tapi yang umum dipakai hanyalah 9 jenis sinyal. Konektor yang dipakai
pun ditentukan dalam standard RS232, untuk sinyal yang lengkap dipakai
konektor DB25, sedangkan konektor DB9 hanya bisa dipakai untuk 9 sinyal yang
umum dipakai.
2.7.2 Serial Port pada PC
Pada IBM PC Compatibel tata cara komunikasi serial yang digunakan ialah jenis
Asynchronous Receiver / Tranceiver). Pada UART, kecepatan pengiriman data
(baud rate) dan fase clock pada sisi transmitter dan pada sisi receiver harus
sinkron. Untuk itu diperlukan diperlukan sinkronisasi antara transmitter dan
receiver. Hal ini dilakukan oleh bit ‘Start’ dan bit ‘Stop’.
Kecepatan transmisi (baudrate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu.
Baudrate yang umum dipakai adalah 600, 1200, 2400, dan 9600 bps (bit per
sekon).
2.7.3 Konfigurasi Serial Port.
Dibawah ini adalah gambar konektor port serial DB 9. Pada komputer IBM PC
Compatibel biasanya kita dapat menemukan dua konektor DB 9 yang bisanya
dinamakan COM1 dan COM2.
Tabel 2.1
.
Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB 9
Nomor Pin
Arah sinyal:
1
Pembawa Detect (CD) (dari DCE) sinyal masuk dari modem
2
Data yang diterima (RD) Incoming Data dari DCE
3
Menular Data (TD) Data keluar untuk DCE
4
Data Terminal Ready (DTR) sinyal handshaking Outgoing
5
Sinyal tanah tegangan referensi umum
6
Data Set Ready (DSR) sinyal handshaking Incoming
7
Permintaan Untuk Kirim (RTS) Outgoing sinyal kontrol aliran
8
Hapus Untuk Kirim (CTS) masuk sinyal kontrol aliran
9
Cincin Indicator (RI) (dari DCE) sinyal masuk dari modem
Sinyal-sinyal tersebut ada yang menuju ke DCE ada pula yang berasal dari
DCE. Bagi sinyal yang menuju ke DCE artinya DTE berfungsi sebagai output dan
DCE berfungsi sebagai input, misalnya sinyal TD, pada sisi DTE kaki TD adalah
output, dan kaki ini dihubungkan ke kaki TD pada DCE yang berfungsi sebagai
input. Kebalikan sinyal TD adalah RD, sinyal ini berasal dari DCE dan
dihubungkan ke kaki RD pada DTE yang berfungsi sebagai output.
2.7.4 Transmisi Data Pada RS232
Komunikasi pada RS-232 dengan PC adalah komunikasi asinkron. Dimana sinyal
clocknya tidak dikirim bersamaan dengan data. Masing-masing data disinkronkan
menggunakan clock internal pada tiap-tiap sisinya. Format transmisi satu byte
pada RS232 Data yang ditransmisikan pada format diatas adalah 8 bit, sebelum
data tersebut ditransmisikan maka akan diawali oleh start bit dengan logik 0 (0
2.7.5 Converter Logika RS232.
Jika peralatan yang digunakan
harus dikonversikan terlebih
sebaliknya. Converter
232. Kedua IC ini sama
terdapat charge pump
dari sumber +5 Volt
terdapat 2 buah transmit
tegangannya berkisar ant
high, nilai tegangannya berki
Logika RS232.
ng digunakan menggunakan logika TTL, maka sinyal
dikonversikan terlebih dahulu ke pulsa TTL sebelum digunakan
Converter yang paling mudah digunakan ialah MAX
ini sama hanya memiliki nama yang berbeda. Di
pump yang akan membangkitkan tegangan +10 Volt
Volt tunggal. Dalam IC DIP (Dual Inline Package)
transmitter dan 2 buah receiver. Untuk tegangan
erkisar antara -3V sampai dengan -18V. Sedangkan untuk
high, nilai tegangannya berkisar antara +3V hingga +18V
Gambar 2
.
7 Rangkaian RS 232.
maka sinyal port serial
digunakan begitu juga
MAX 232 atau HIN
berbeda. Di dalam IC ini
+10 Volt dan -10 Volt
Package) 16 pin ini
tegangan low, nilai
BAB 3
PERANCANGAN ALAT
3.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Perancangan perangkat keras ini yaitu meliputi perancangan sistem atau cara kerja
secara umum dalam bentuk diagram blok serta bagian-bagan dari rangkaian
3.1.1 Diagram Blok Rangkaian
[image:36.595.111.543.315.571.2]Secara garis besar, diagram blok rangkaian di tunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
Alat yang akan dibuat ini menggunakan ACS 712 untuk menyensor arus
mengalir dari sumber arus listrik ke beban, dan trafo sebagai sensor tegangan.
Sensor arus berfungsi untuk mengukur besarnya kuat arus. Output sensor ini akan
menjadi input untuk ADC internal pada mikrokontroler ATMega 8535 dan
Untuk mengukur
trafo. Trafo yang digunakan
diturunkan dengan menggunakan ran
tegangan ini akan menjadi
ATMega 8535 dan dikirimkan ke komputer melalui RS232.
Beban uji yang
daya masing-masing
dan setrika inilah yang
akan didapatkan dari hasil
dari sensor tegangan
didapatkan daya maka
menggunakan program
kedalam computer.
3.1.2 Rangkaian Power Supply
Rangkaian ini
yang ada.Rangkaian PSA
12 volt. Keluaran 5
mikrokontroler, sedangkan
rangkaian relay. Rangkaian
ini:
G
Transformator CT
untuk menurunkan tegangan
tegangan 12 volt AC
mengukur tegangan maka digunakanlah sensor tegangan
ng digunakan adalah trafo stepdown, sehingga
diturunkan dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan. Output da
akan menjadi nilai masukan ke internal ADC dari Mikrokontroler
ATMega 8535 dan dikirimkan ke komputer melalui RS232.
uji yang akan digunakan adalah beban berupa bola
25 watt, 40 watt, 100 watt dan setrika 350 watt
inilah yang akan dimonitoring dayanya. Nilai dari daya lampu
didapatkan dari hasil perkalian arus dari nilai sensor arus dan
tegangan sehingga didapatkanlah nilai dayanya tersebut.
daya maka daya tersebut akan ditampilkan oleh
program Visual Basic 6.0 dan data daya terebut akan
3.1.2 Rangkaian Power Supply
Rangkaian ini berfungsi untuk mencatu tegangan ke seluruh
ada.Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, ya
Keluaran 5 volt digunakan untuk mencatu tegangan
sedangkan +12 volt digunakan untuk menyalurkan
elay. Rangkaian power supply ditunjukkan pada gambar
Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply
Transformator CT (center tap) merupakan trafo step-down
menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC.
volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua
sensor tegangan yaitu
sehingga teganngannya
egangan. Output dari sensor
ADC dari Mikrokontroler
berupa bola lampu dengan
350 watt. Bola lampu
Nilai dari daya lampu tersebut
arus dan nilai tegangan
ersebut. Setelah
ditampilkan oleh computer
terebut akan dimasukkan
seluruh rangkaian
keluaran, yaitu 5 volt dan
tegangan ke rangkaian
menyalurkan tegangan ke
pada gambar 3.1 berikut
down yang berfungsi
12 volt AC. Kemudian
silikon, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 3300µF. Kapasitor
ini memiliki fungsi selain menyimpan muatan, yaitu berfungsi untuk menghindari
bunga api jika muatan yang masuk ke rangkaian terlalu tinggi, sehingga tidak aan
merusak rangkaian. IC regulator tegangan 5 volt (IC 7805) digunakan agar
keluaran yang dihasilkan tetap (tidak melebihi) 5 volt kalaupun terjadi perubahan
pada tegangan masukannya. LED berfungsi sebagai indikator apabila PSA dalam
keadaan hidup. Sedangkan untuk tegangan 12 volt DC langsung diambil dari
keluaran jembatan dioda.
3.1.3 Rangkaian ACS 712 (Allegro Current Sensor 712)
Pendeteksian arus biasanya membutuhkan sebuah resistor shunt yaitu resistor
yang dihubungkan pada beban dan mengubah aliran arus menjadi tegangan.
Tegangan tersebut biasanya diumpankan ke current transformer terlebih dahulu
sebelum masuk ke rangkaian pengkondisi sinyal. Teknologi Hall effect yang
diterapkan oleh Allegro menggantikan fungsi resistor shunt dan current
transformer menjadi sebuah sensor dengan ukuran yang relatif jauh lebih kecil
.Acs 712 adalah sensor yang presisi sebagai sensor arus arus AC atau DC
dalam pembacaan arus di dalam dunia industri, otomotif, komersil dan
sistem-sistem komunikasi.
Dibawah ini adalah gambar rangkaian sensor ACS 712 :
Dan dibawah ini adalah deskripsi dari masing-masing kaki pin ACS 712 :
Tabel 3.1 Fungsi masing-masing Pin IC ACS 712
No Pin
Nama
Fungsi
1 dan 2
IP+
Terminal untuk arus masukan
3 dan 4
IP-
Terminal untuk arus keluaran
5
GND
Terminal Ground
6
FILTER
Terminal untuk kapasitor eksternal
7
Vout
Sinyal analog keluaran
8
Vcc
Power Supply
Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi karena
didalamnya terdapat rangkaian low-offset linear Hall. Cara kerja sensor ini adalah
arus yang dibaca mengalir melalui kawat tembaga yang terdapat didalamnya yang
menghasilkan medan magnet dan ditangkap oleh Hall IC dan diubah menjadi
tegangan proporsional. Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan
cara pemasangan komponen yang ada didalamnya antara transducer secara
berdekatan.
Keluaran dari sensor ini sebesar (>V) saat peningkatan arus pada
penghantar arus (dari pin 1 dan pin 2 ke pin 3 dan 4), yang digunakan untuk
pendeteksian atau perasa arus, sedangkan keluaran pada sensor arus ini yaitu
sinyal berupa tegangan, yang akan diperkuat menggunakan amplifier yang ada
pada rangkaian. Hambatan dalam penghantar sensor sebesar 1,2 mO 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 3 kali kondisi overcurrent.Sensor ini telah
dikalibrasi oleh pabrik. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar diagramblok
Gambar 3.4 Gambar Diagram Blok ACS 712
3.1.4 Rangkaian Sensor Tegangan
Sensor tegangan menggunakan
paralel antara fase dengan
sinyal tegangan dan juga
juga tidak merubah harga
Dengan menggunakan
rangkaian sensor tegangan ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.4 Gambar Diagram Blok ACS 712
3.1.4 Rangkaian Sensor Tegangan
tegangan menggunakan resistor pembagi tegangan yang dipasang
fase dengan netral. Sensor tegangan ini berfungsi untuk
dan juga sekaligus sebagai power supply. Disamping
merubah harga fase yang terjadi pada beban induktif ya
menggunakan transformator step down sebagai sumber
rangkaian sensor tegangan ditunjukkan pada gambar berikut ini:
Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Tegangan
Gambar 3.4 Gambar Diagram Blok ACS 712
yang dipasang secara
berfungsi untuk mendeteksi
Disamping itu, resistor
induktif yang terpasang.
sebagai sumber tegangan,
Resistor pembagi tegangan ini juga akan menurunkan tegangan dari
tegangan sumber menjadi tegangan yang dikehendaki. Nilai tegangan awal dari
PLN adalah senilai 220 volt, lalu diturunkan menggunakan transformator step
down menjadi 12 volt dan mengubah arus AC menjadi arus DC menggunakan
diode. Kemudian tegangan 12 volt diturunkan kembali menjadi tegangan 5 volt
agar nilai teganan tersebut bisa dibaca oleh mikrokontroler. Besar tegangan yang
akan masuk ke mikro berkisar antara 0 sampai 5 volt, dan nilai ini akan
dikirimkan ke dalam mikro berupa data ADC, dimana nilai tegangan tersebut
nantinya akan dikonversikan ke dalam nilai tegangan yang digunakan
3.1.5 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Pada rangkaian ini akan digunakan mikrokontroler ATMega8535 yang berfungsi
untuk membaca tegangan analog dari sensor tegangan dan sensor arus.
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler ATMega8535.
Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai
dengan yang dikehendaki. Dibawah ini adalah gambar rangkaian mikrikontroler
[image:41.595.231.427.439.725.2]ATMega 8535 :
Mikrokontroler ini memiliki 32 port I/O, yaitu port A, port B, port C dan
port D. Pin 33 sampai 40 adalah Port A yang merupakan port ADC, dimana port
ini dapat menerima data analog. Pin 1 sampai 8 adalah port B. Pin 22 sampai 29
adalah port C. Dan Pin 14 sampai 21 adalah port D. Pin 10 dihubungkan ke
sumber tegangan 5 volt. Dan pin 11 dihubungkan ke ground.
Setelah nilai tegangan diterima oleh mikrokontroler dari sensor arus dan
sensor tegangan, nilai tegangan tersebut kemudian akan dikirim menjadi nilai
besaran ke PC menggunakan RS 232 agar biasa ditampilkan ke dalam bentuk
grafik. Mikrokontroler ini akan diprogram menggunakan bahasa C yaitu membaca
input dan mengirim kembali dengan format data serial ke PC
3.1.6 Perancangan Pada PC
PC (Komputer) dalam perancangan ini berfungsi untuk memonitoring daya listrik
pada penelitian dengan membaca port serial menggunakan Visual basic 6.0
(Lampiran D). Sebagai sistem monitoring yaitu menampilkan nilai arus masukan
dan nilai tegangan masukan yang diterima dari RS-232. Connect berfungsi untuk
menjalankan program, stop berfungsi untuk menghentikan data berupa arus,
tegangan, dan daya yang diambil, dan dilengkapi dengan waktu berupa jam
berapa data tersebut diambil. Data tersebut akan langsung tersimpan ke dalam
microsoft office acces yang penyimpanan data tesebut di atur terlebih dengan
membuat folder Data dan didalamnya ada installan microsoft acces pada disk C
PC yang digunakan untuk memonittoring daya listrik. Sistem operasi yang
digunakan pada komputer adalah windows XP ke atas. Program dibuat agar dapat
membaca data yang dikirim oleh rangkaian sehingga gejolak perubahan arus dan
3.2 Perancangan Perangkat Lunak (software)
Pada Flowchart rangkaian ini, pada saat beban digunakan maka sensor tegangan
akan bekerja dan akan membaca nilai tegangan yang digunakan. Nilai tegangan
tersebut akan diulang perhitungannya sampai 2000 kali, setelah itu didapatkanlah
nilai tegangannya. Setelah nilai tegangan didapat, sensor arus bekerja dan
mengirimkan nilai arus berupa tegangan masukan kedalam mikrokontroler yang
akan diulang perhitungannya sampai 2000 kali. Masing-masing nilai dari sensor
tegangan dan sensor arus berupa nilai ADC, dan akan dikirimkan ke PC melalui
RS 232, dan di PC nilai tegangn dan arus yang diterima itu akan diproses.
3.2.2 Flowchart Pada PC
Flowchart pada PC dibawah ini merupakan diagram alir untuk program Visual
Basic 6.0 yang menampilkan besaran daya yang terbaca ke layar monitor. Data
yang diterima merupakan data serial nilai arus dan tegangan yang akan dikalibrasi
untuk memperoleh nilai yang sesuai dengan besar arus dan tegangan yang
sebenarnya, sehingga didapatkanlah nilai dayanya dan ditampilkan berupa grafik
BAB 4
PENGUJIAN DAN ANALISA DATA
4.1 Pengujian Alat
4.1.1 Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan
Agar dapat diketahui apakah rangkaian sensor arus dan tegangan tersebut dapat
bekerja sesuai dengan yang diinginkan maka dilakukanlah pengujian rangkaian
trsebut dengan menggunkan beban. Beban yang akan digunakan adalah bola
lampu dengan daya mulai dari 25 watt, 40 watt, 100 watt dan setrika 350 watt.
Berikut ini adalah nilai dari tegangan dan arus yang didapat dari nilai sensor arus
dan sensor tegangan
Tabel 4.1 Nilai Hasil Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan Dari
Mikrokontroler ATMega 8535
Daya
(Watt)
Arus
( Ampere)
Tegangan Beban
(Volt)
Vout Sensor Arus
(Volt)
Vout Sensor
Tegangan (Volt)
0
0
217,9
2,330
3,34
25
0,133
208,498
2,367
3,24
40
0,175
214,683
2,378
3,29
100
0,497
207,21
2,445
3,18
350
1,75
186,67
2,637
2,88
4.1.2 Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 8535
Agar dapat mengetahui apakah rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik
maka dilakukan pengujian terhadap Mikrokontroler dengan mengukur tegangan
menggunakan multimeter dengan menghubungkan Vcc ke setiap kaki mulai dari
Pin 1 sampai dengan pin 40 secara bergantian pada saat alat yang telah dirancang
4.1.3 Pengujian RS 232
Untuk mengetahui apakah RS 232 masih berfungsi, maka dilakukanlah pengujian
pada RS 232 dengan cara yang sama seperti pada ATMega 8535, sehingga
dilakukan pengujian menggunakan multimeter dengan cara Vcc di hubungkan ke
kaki 1 sampai 16 secara bergantian.
4.1.4 Pengujian Sistem Keseluruhan
Hasil dari pengujian keseluruhan rangkaian tersebut dapat langsung dilihat dengan
lebih jelas pada beban dengan saat menggunakan arus listrik dan tegangan listrik.
Dari pengujian daya sebesar 25 watt, 40 watt, 100 watt, dan 350 watt, dapat
dilihat bahwa nilai daya pada rangkaian tidaklah jauh beda dari nilai pada teori.
Berikut ini adalah gambar dari daya sebesar 25 watt yang dimonitoring
[image:48.595.114.514.372.604.2]selama 1 jam:
Gambar 4.1. Hasil monitoring daya menggunakan lampu 25 watt
Dari gambar 4.1 diatas dapat dilihat bahwa selama 10 menit pertama
dalam 1 jam terjadi perubahan nilai ataupun simpangan dari nilai daya tersebut,
namun berikutnya nilai daya tersebut terus stabil, sehingga hal ini menunjukkan
pengujian maka rata-rata nilai daya yang didapat sebesar 27,358 watt, mendekati
[image:49.595.113.513.147.379.2]nilai seharusnya yaitu 25 watt.
Gambar 4.2. Hasil monitoring daya menggunakan lampu 40 watt
Dari gambar 4.2 diatas dapat dilihat bahwa selama 1 jam terjadi
perubahan nilai ataupun simpangan dari nilai daya tersebut yang cukup signifikan,
ini disebabkan nilai ADC dari daya tersebut tidak stabil, namun perubahan nilai
tersebut masih bias ditoleransi karena masih mendekati nilai daya 40 watt. Hal ini
menunjukkan bahwa monitoring masih berjalan dengan baik pada lampu 40 watt.
dan berdasarkan nilai pengujian maka rata-rata nilai daya yang didapat sebesar
Gambar 4.3. Hasil monitoring daya menggunakan lampu 100 watt
Dari gambar 4.3 diatas dapat dilihat bahwa selama 1 jam tidak terjadi
perubahan nilai ataupun simpangan dari nilai daya tersebut, hal ini disebabkan
pembacaan nilai ADC oleh mikro cukup stabil, dan stabilitas ini menunjukkan
monitoring berjalan dengan baik pada lampu 100 watt. dan berdasarkan nilai
pengujian maka rata-rata nilai daya yang didapat sebesar 103,01 watt, mendekati
Gambar 4.4 Hasil monitoring daya menggunakan setrika 350 watt
Dari gambar 4.4 diatas dapat dilihat bahwa selama 1 jam terus terjadi
perubahan nilai daya antara 350 watt dan 0 watt. Hal ini disebabkan saat setrika
sudah mencapai suhu tertentu maka setrika akan mati dan tidak lagi menggunakan
arus listrik dan saat suhunya mulai turun maka setrika kembali mengambil daya
listrik. Jika kita merata-ratakan nilai daya saat setrika menggunakan daya listrik
maka kita dapatkan nilai 326,728281 Watt, mendekati nilai sebenarnya yaitu 350
4.2 Analisa Data
4.2.1 Analisa Data Untuk Sensor Arus
Untuk Sensor Arus menggunakan ACS 712, dan untuk mendapatkan nilai yang
dikirim oleh mikro ke PC menggunakan RS 232, maka didapatkanlah nilai data
V
ADCyang masing-masing nilainya dapat kita cari dengan rumus :
V
ADC=
x 2
10(4.1)
Dimana : V
Out Sensor= Tegangan yang masuk ke port mikrokontroler (V)
V
Referensi= Tegangan acuan pada mikrokonroler (4,9 V)
2
10= Nilai kombinasi dari biner yang dipakai pada program
Maka dapat diperoleh hasil analisa data sensor arus sebagai berikut :
ADC 1 =
x 2
10=
,
,
x 2
10= 494,65
(25 Watt)
ADC 2 =
x 2
10=
,
,
x 2
10= 496,95
(40 Watt)
ADC 3 =
x 2
10=
,
,
x 2
10= 510,95
(100 Watt)
ADC 4 =
x 2
10=
,
,
x 2
10= 551,07
(350 Watt)
Data tersebut dikirimkan oleh mikrokontroler ke PC menggunakan RS
232, namun data tersebut belum menunjukkan nilai arus sebenarnya. Untuk
mencari nilai arus sebenarnya maka digunakan persamaan interpolasi kuadratik
y = b
0+ b
1( x – x
o) + b
2(x – x
o) (x-x
1)
(4.2)
dimana
b
0= y
o(4.3)
b
1=
(4.4)
b
2=
(4.5)
x = Nilai ADC
y = Nilai arus
Sedangkan untuk nilai x
0, x
1dan x
2masing-masing kita ambil pada
perhitungan ADC diatas, dengan mengambil nilai ADC 2, ADC 3, ADC 4 yaitu
496,95, 510,95, dan 551,07. Sedangkan untuk nilai y
0, y
1, dan y
2kita ambil dari
nilai sensor arus pada daya 40 watt, 100 watt, dan 350 watt, yaitu 0,175 A, 0,497
A, dan 1,75 A. Dengan menggunakan rumus 4.1 diatas, maka kita dapat
menentukan berapakah nilai arus untuk daya 25 watt, 40 watt, 100 watt dan 350
watt.
Masing-masing kita hitung lebih dulu nilai b
0, b
1, dan b
2b
0= 0,175
A
b
1=
, – ,
, ,
= 0,0225
b
2=
, ,
, ,
0,497 – 0,175 510,95−496,65
,
,
= 0,00016
Untuk daya 25 watt, besar arusnya :
y = 0,175 +
