RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS BERLEBIH PADA DC HOUSE

13  11  Download (0)

Teks penuh

(1)

RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS

BERLEBIH PADA DC

HOUSE

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

(S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

ANDRI WANSYAH

201010130311116

JURUSAN ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

(2)

iii

LEMBAR PENGESAHAN

RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS BERLEBIH PADA DC HOUSE

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik

Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

Ketua Jurusan Teknik Elektro

(3)

viii

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan

hidayah-NYA sehingga penuis mampu menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat serta salam

tak lupa penulis panjatkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah

membimbing kita, tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi S1

Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir yang disusun oleh

penulis berjudul :

RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS BERLEBIH PADA DC HOUSE” .

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak

kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun

agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.

Malang, 05 November 2015

(4)

ix

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

LEMBAR PERNYATAAN ... iv

ABSTRAKSI ... v

ABSTRACT ... vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xiii

BAB I PENDAHULUAN

BAB II DASAR TEORI 2.1 Rumah DC House 2.2 Mikrokontroler ... ...5

2.2.1 Definisi Mikrokontroler ... 6

2.2.2 Mikrokontroler Arduino Uno...7

2.2.3 Fungsi dan Kebutuhan Pin ... 7

(5)

x

2.6.2 Mosfet Tipe Berisi (Enhancement Tipe) ... 17

2.6.3 Kurva Karakteristik Mosfet... 19

2.6.4 Wilayah Saturasi (Mosfet On) ... 20

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN 3.1 Perangkat Keras (Hardware) ... 22

BAB IV HASIL PENGUJIAN ALAT 4.1 Hardware...30

4.1.1 ACS712 Modul ... 30

4.1.2 Pengujian IRF9540 ... 31

4.1.3 LCD 16 x2 ... 32

4.1.4 Beban ... 43

4.1.5 Adabtor ... 44

(6)

xi BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ... 36

5.2 Saran ... 36

DAFTAR PUSTAKA

(7)

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Port B Pins Alternate Function ... 8

Tabel 2.2 Tipe-tipe IC ACS712 ... 14

Tabel 3.1 Ringkasan ... 27

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Sensor ACS712 Modul...31

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Mosfet (IRF9540)...32

Tabel 4.3 Hasil Pengujian beban Lampu...33

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Adabtor...34

(8)

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Desain DC House ... . 5

Gambar 2.2 Fungsi Pin ... 7

Gambar 2.3 Konfigurasi Proteksi Arus Berlebih ... 11

Gambar 2.4 Rangkaian Pembatas Arus Berlebih ... 12

Gambar 2.5 Diagram Blok Dari IC ACS712 ... 13

Gambar 2.6 Konfigurasi Pin dari IC ACS712 ... 13

Gambar 2.7 Kemasan Dari IC ACS712 ... 14

Gambar 2.8 Grafik Tegangan Keluaran sensor ACS712 terhadap arus listrik yang terukur ... 15

Gambar 2.9 (a) Lambang Mosfet Jenis depletion (b) Lambang Mosfet jenis depletion dengan subtrate terhubung ke source ... 16

Gambar 2.10 Struktur fisik transistor NMOS jenis enhancement ... 17

Gambar 2.11 Wilayah Cut-Off (Mosfet Off) ... 19

Gambar 2.12 Rangkaian Mosfet sebagai Saklar pada Kondisi Cut-Off ... 19

Gambar 2.13 Rangkaian MOSFET sebagai Saklar Pada Kondisi saturasi ... 20

Gambar 3.1 Diagram Blok Alat ... 22

Gambar 3.2 Rangkaian LCD 16 x 2 ... 24

Gambar 3.3 Rangkaian ACS712 ... 25

Gambar 3.4 Driver Mosfet ... 25

Gambar 3.5 Arduino Uno R3 ... 26

Gambar 4.1 Pengujian Sensor ACS712 Modul ... 30

Gambar 4.2 Pengujian/Pengukuran Irf9540M(Mosfet) ... 32

Gambar 4.3 Pengujian LCD ... 32

Gambar 4.4 Pengujian Beban Lampu ... 33

Gambar 4.5 Adabtor ... 34

(9)

DAFTAR PUSTAKA

1. Taufik, 2008Practical Design Of Buck DC House”, California

Politecnic State Univercity, USA.

2. Harten, P. Van. 1986. Instalasi Listrik Rus Kuat 1. PT. Binacipta.

3. Detmers, Michael, Blauvert, Tyler, Variable DC Wall Outlet For The DC

House Project, Calpoly State University, 2011.

4 http://inovativeelectronics.com/index.php?pg=ie_pdet&idp=159, diakses 29 juli 2015 http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik, di akses 29 juli 2015

5. Microsystems, Allegro A ,2012,”Datasheet ACS712”, Worcerter.

6. http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/mosfet-sebagai-saklar/ [accessed 15 juni 2015]

7. Nise, Norman S.2004.” Control Sistem Enginering”. John Wiley and Sons.

8. Blum, Jeremy, Exploring Arduino, Wisley, 2013

9. Kadir, Abdul, Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan

Pemrogramannya menggunakan Arduino, Yogyakarta : Penerbit Andi, 2013.

10. Ardianto, Heri. 2008. Pemrograman Mikrokontroler AVR

(10)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kebutuhan akan energi listrik terus bertambah dengan seiring

bertambahnya pertumbuhan penduduk, dalam hal ini baik sektor Industri maupun

rumah tangga. Kebutuhan akan energi listrik antara satu konsumen dengan

konsumen lainya berbeda-beda. Memasang MCB (Miniature Circuit Breakers)

sebagai pembatas penggunaan daya listrik pada kWh-Meter merupakan suatu

kewajiban yang mutlak diperlukan. MCB yang akan dipasang disesuaikan dengan

permintaan akan kebutuhan listrik oleh konsumen. Pemasangan MCB merupakan

suatu tindakan untuk membatasi penggunaan daya listrik sekaligus sebagai

pengaman bagi konsumen itu sendiri. Oleh karena itu, dari pihak konsumen juga

memerlukan suatu pengaman yang bagus untuk mengamankan sistem instalasi

listriknya. Salah satu pengaman yang digunakan adalah circuit breaker. Salah satu

akibat kejadian yang sering kita jumpai adalah terjadi short circuit atau hubung

singkat, bila hubung singkat tersebut dibiarkan maka dapat menyebabkan

kerugian yang sangat besar yaitu bisa mengakibatkan terjadinya kebakaran. Itulah

mengapa circuit breaker sangat penting dalam suatu instalasi perumahan ataupun

industri. Akan tetapi faktor yang paling sering menyebabkan sistem instalasi

drop/trip adalah terjadinya beban berlebih atau terlalu banyak peralatan listrik

yang digunakan dalam sistem instalasi tersebut yang menyebabkan arus menjadi

besar melebihi kemampuan dari circuit breaker itu sendiri.

Diantara berbagai tugas circuit breaker adalah memutuskan sistem suatu

instalasi jika sistem tersebut mengalami hubung singkat dan kelebihan arus.

Selain itu kemampuan untuk mendeteksi gangguan – gangguan tersebut harus

sensitif, karena itu akan meminimalisir kemungkinan yang akan mengkibatkan

kerusakan pada peralatan yang digunakan. Circuit breaker mengamankan sistem

(11)

2 ketika terjadi penggunaan beban berlebihan. Penggunaan beban yang berlebihan

mengakibatkan arus semakin meningkat sehingga sistem proteksi tidak mampu

menahannya lagi. Meningkatnya arus yang melebihi ambang batas dari sistem,

maka sistem secara otomatis langsung terputus. Dengan nonaktifnya sitem

proteksi maka seluruh sistem instalasi akan ikut nonaktif. Hal ini dikarenakan

circuit breaker dipasang sebagai saklar utama yang langsung terhubung dengan

sumber tegangan. Atas dasar tersebut rancangan alat “Pengendali Pemakaian

Listrik Pada Penggunaan Peralatan Listrik Rumah Tangga Dengan menggunakan Mosfet serta komponen lainnya ” ini dibuat. Komponen ini bisa digunakan

seperti sistem kerja MCB yang ada dipasaran tetapi komponen – komponen yang

digunakan didalamnya tentu berbeda dan pastinya lebih murah.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian di atas masalah yang timbul dari tugas akhir ini adalah :

1. Bagaimana melakukan perancangan MCB untuk mengontrol arus berlebih

dan hubung singkat pada DC house?

2. Bagaimana merancang Hardware yang sesuai untuk sistem agar

memperoleh performansi yang diharapkan?

3. Bagaimana menguji alat tersebut untuk melihat waktu trip kurang dari 1

(satu) detik?

1.3 Batasan Masalah

Agar tujuan dari tugas akhir ini tidak menyimpang dari tujuan semula,

dibutuhkan suatu batasan-batasan yang jelas guna mengarahkan pembahasan.

Batasan-batasan masalah tersebut adalah sebagai berikut :

1. Fokus pembahasan tugas akhir ini adalah perancangan dan pembuatan

MCB untuk tegangan DC.

(12)

3

3. Ruang lingkup pembahasan dari tugas akhir ini diarahkan pada sistem

pengontrolan arus berlebih DC dan arus berlebih.

4. Waktu trip yang di tetapkan adalah kurang dari 1 second.

1.4 Maksud dan Tujuan

Adapun tujuan dari pembutan Tugas Akhir ini adalah :

1. Merancang dan membuat pembatas arus berlebih dan hubung singkat

dengan menggunakan mosfet sebagai komponen utama.

2. Mengetahui kecepatan respon sistem terhadap arus berlebih dan hubung

singkat.

1.5 Metodologi

Agar tercapainya tujuan perencanaan dan pembuatan tugas akhir ini,

Maka dilakukan hal-hal sebagai berikut :

1. Pengumpulan data-data yang digunakan dalam perancangan serta

komponen pendukung yang diperlukan untuk penyelesaian tugas akhir ini.

2. Perancangan rangkaian mulai dari blok diagram rangkaian dan

komponen-komponen yang digunakan untuk alat tersebut.

3. Melakukan pengujian peralatan yang telah direncanakan.

1.6 Sistematika Pembahasan

Adapun sistematika pembahasan tugas akhir ini adalah :

BAB I : PENDAHULUAN

Berisi latar belakang, rumusan masalah, maksud dan tujuan, batasan

masalah, metodologi, dan sistematika pembahasan.

BAB II : DASAR TEORI

Membahas tentang teori dasar dari alat yang akan dibuat dan

(13)

4 BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV : PENGUJIAN ALAT

Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan

spesifikasi alat.

BAB V : PENUTUP

Berisi tentang kesimpulan dan saran.

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...