TUGAS
AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Disusun oleh:
GUNTUR MAULANA
NIM : 035114018
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2009
FINAL PROJECT
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements to Obtain the SARJANA TEKNIK Degree
in Electrical Engineering
By :
GUNTUR MAULANA
Student Number: 035114018
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2009
kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,
sebagaimana layaknya karya ilmiah.”
Yogyakarta, November 2008
Guntur Maulana
Takut akan Tuhan adalah permulaan pengetahuan
Amsal 1:7
Bersukacitalah dalam pengharapan, sabarlah dalam
kesesakan, dan bertekunlah dalam doa!
Roma 12:12
Soli Deo Gloria
Kupersembahkan tulisan ini untuk Allah Tritunggal,
segenap keluargaku, dan semua sahabatku.
Penggunaan beban peralatan listrik non linear, mengakibatkan bentuk gelombang arus tidak sama dengan bentuk gelombang tegangan. Bentuk gelombang arus yang tidak sinus akan menimbulkan adanya komponen harmonisa yang menyebabkan banyak implikasi pada jala-jala listrik. Unit penampil berbasis PC (Personal Computer) pada sistem penganalisis komponen frekuensi harmonisa arus beban peralatan listrik mampu menampilkan grafik frekuensi harmonisa dan dapat mensintesis bentuk gelombang.
Unit penampil berbasis PC pada sistem penganalisis komponen frekuensi harmonisa arus beban peralatan listrik menggunakan port serial sebagai komunikasi antara PC dengan mikrokontroler. Pemrograman pada PC menggunakan Visual Basic. PC melakukan kontrol untuk mengaktifkan relay agar dapat memilih skala arus dan orde BPF. Untuk dapat menampilkan grafik, PC menerima data dari mikrokontroler melalui port serial.
Dari hasil pengujian dan analisa, PC sudah dapat melakukan koneksi dengan mikrokontroler, mampu mengirim data ke mikrokontroler sebagai unit pengendali sehingga PC dapat melakukan kontrol untuk mengaktifkan relay pada pemilihan skala arus dan orde BPF. PC dapat menampilkan grafik sintesis gelombang dengan input secara manual, data masukkan berasal dari data BPF. Bentuk gelombang hasil sintesis gelombang yang ditampilkan PC menyerupai bentuk gelombang arus yang terlihat pada osiloskop.
Kata kunci : frekuensi harmonisa, PC, port serial, sintesis bentuk gelombang.
The usage of non linear load in electric equipments, resulting current waveform will not equal with voltage waveform. Current waveform that is not sinusoids will generates the components of harmonic that made much implication in electrics power line. The unit display can shows harmonic frequency graphic and can synthesis the waveform.
Unit display based on PC of the analysis system of harmonic frequency component in the load current electricity uses serial port for communicates
between PC and microcontroller. This program using Visual Basic. PC doing
control to active relay for choose current scale and BPF order. PC receives data from microcontroller using serial port to representation data in graphic display by PC.
From result of examination and analysis, PC has connected with microcontroller and can send data to microcontroller as unit control for PC doing control to activate relay for choose current scale and BPF order. PC has displayed waveform synthesis graphic with input manually. The waveform synthesis which be displayed on PC same as the waveform which be displayed on oscilloscope.
Keyword: harmonic frequency, PC, serial port, waveform synthesis.
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena
kasih-Nya yang besar penulis dapat menyelesaikan tugas akhir berjudul Unit
Penampil Berbasis PC pada Sistem Penganalisis Komponen Frekuensi Harmonisa
Arus Beban Peralatan Listrik.
Karya tulis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.
Penulisan skripsi ini didasarkan pada hasil-hasil yang penulis dapatkan selama
tahap perancangan, pembuatan dan pengujian alat.
Penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu
penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Martanto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I yang telah
meluangkan banyak waktu, tenaga, dan pikirannya untuk membimbing penulis
dan mengarahkan penulis dari awal hingga akhir dari tugas akhir ini.
2. Bapak A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng., selaku dosen pembimbing II yang
telah meluangkan waktu, tenaga, dan pikirannya untuk membimbing penulis
dan mengarahkan penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Ibu Bernadeta Wuri Harini S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
4. Romo Ir. Greg. Heliarko SJ.,SS.,BST.,MA.,MSC selaku Dekan Fakultas Sains
dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
putus, adikku Nina dan Ranti yang terus menyemangati dan memberikan doa.
7. Rekan-rekan yang telah membantu penulis dalam pengerjaan tugas akhir ini:
Erik TE’04, Zainal TE’04, Uci TE’03, Sukur TE’03.
8. Segenap dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.
9. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma.
10. Teman-teman kost: Melky, Mbak Ambar, Ivan.
11. Veronika Emaliana yang kukasihi dan yang terus memberikan semangat
kepada penulis.
12. Teman-teman mahasiswa jurusan Teknik Elektro dan semua pihak yang tidak
dapat disebutkan satu persatu atas setiap bantuannya.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kelemahan dan kekurangan dari
penulisan tugas akhir ini. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang bersifat
membangun sangat penulis harapkan.
Akhir kata, semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak dan dapat
menjadi bahan kajian lebih lanjut.
Yogyakarta, November 2008
Penulis
HALAMAN JUDUL
... iHALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INGGRIS
... iiHALAMAN PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING
... iiiHALAMAN PENGESAHAN OLEH PENGUJI
... ivPERNYATAAN KEASLIAN KARYA
... vMOTTO DAN PERSEMBAHAN
... viLEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI
KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
... viiINTISARI
... viiiABSTRACT
... ixKATA PENGANTAR
... xDAFTAR ISI
... xiiDAFTAR GAMBAR
... xvDAFTAR TABEL
... xixDAFTAR LAMPIRAN
... xxBAB I. PENDAHULUAN
... 11.1 Judul ... 1
1.2 Latar Belakang Masalah... 1
1.3 Tujuan dan Manfaat ... 3
1.4 Batasan Masalah ... 4
1.5 Metodologi Penelitian ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 5
BAB II. DASAR TEORI
... 72.3.2 Nilai Rms dari Gelombang Pulsa Kotak ... 13
2.3.3 Nilai Rms dari Gelombang Segitiga ... 14
2.4 Visual Basic 6.0 ... 15
2.4.1Menu Bar... 16
2.4.2Tool Bar ... 17
2.4.3Tool Box ... 17
2.4.4Context Menu ... 18
2.4.5Window Properties ... 18
2.4.6Window Form Layout ... 19
2.4.7Window Code Editor ... 19
2.4.8Window Project Explorer ... 20
2.4.9Form Designer ... 20
2.5Komunikasi Data Serial ... 21
2.6Karakteristik Sinyal Port Serial... 22
2.7 Konfigurasi Port Serial... 23
2.8 Pengaksesan Port Serial Pada Visual Basic ... 25
2.8.1 Pengaksesan Secara Langsung Melalui Register UART ... 25
2.8.2 Pengaksesan Dengan Menggunakan Kontrol MSComm ... 26
2.8.2.1 Properti MSComm ... 27
2.8.2.2 Event Pada MSComm...28
2.9 Pemrograman Windows API ...29
2.9.1 Struktur Deklarasi Windows API………... 30
2.9.2 Sifat Penulisan Deklarasi Windows API……… 31
BAB III. RANCANGAN PENELITIAN
... 333.1 Blok Diagram Sistem Penganalisis Komponen Frekuesi Harmonisa
3.2.2 Program Utama ... 35
3.2.3 Pengiriman dan Penerimaan Data ... 37
3.2.4 Program Pilih Skala Arus... 37
3.2.5Program Pilih Orde BPF ... 38
3.2.6 Diagram Alir Proses Ambil Data ... 39
3.2.7 Diagram Alir Proses Sintesis Gelombang Periodik ... 41
3.2.8 Menu Bantuan... 42
3.3 Pengubah Level TTL Menjadi Level RS232 ... 43
BAB IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
... 454.1 Form Utama ... 45
4.2 Cek Koneksi ... 46
4.3 Pemilihan Skala Arus... 48
4.4 Pemilihan Orde BPF... 49
4.5 Operasi Mulai... 51
4.6 Simpan File Text... 54
4.7 Simpan File Grafik... 55
4.8 Operasi Reset... 56
4.9 Form Sintesis Gelombang... 57
4.10 Pengamatan Form Bantuan...63
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
... 645.1 Kesimpulan ... 64
5.2 Saran... 64
DAFTAR PUSTAKA
... 65LAMPIRAN
... 66Gambar 2-1. Gelombang kotak ... 9
Gambar 2-2. Muatan harmonisa dari gelombang kotak ... 9
Gambar 2-3. Penjumlahan fundamental dan harmonisa yang mendekati bentuk gelombang kotak………10
Gambar 2-4. Grafik suku-suku sinusoidal ... 11
Gambar 2-5. Bentuk grafik sintesis gelombang ... 11
Gambar 2-6. Gelombang sinusoidal... 12
Gambar 2-7. Pulsa kotak ... 13
Gambar 2-8. Gelombang segitiga. ... 14
Gambar 2-9. Tampilan IDE Visual Basic 6.0 ... 16
Gambar 2-10. Tampilan Menu Bar Visual Basic 6.0 ... 17
Gambar 2-11. Tampilan Tool Bar Visual Basic 6.0. ... 17
Gambar 2-12. Icon Kontrol Standar ... 17
Gambar 2-13. Tampilan Context Menu ... 18
Gambar 2-14. Tampilan Window Properties ... 18
Gambar 2-15. Tampilan Window Form Layout ... 19
Gambar 2-16. Tampilan Window Code Editor ... 19
Gambar 2-17. Tampilan Window Project Explorer ... 20
Gambar 2-18. Tampilan Form Designer ... 20
Gambar 2-19. Level Tegangan TTL dan RS232 pada pengiriman huruf ‘A’ tanpa bit paritas ... 23
Gambar 3-2. Layout tampilan antarmuka Visual Basic ... 35
Gambar 3-3. Diagram Alir Program Utama ... 36
Gambar 3-4. Diagram Alir Program Pilih Skala Arus ... 38
Gambar 3-5. Diagram Alir Program Pilih Orde BPF ... 39
Gambar 3-6. Diagram alir proses ambil data amplitudo arus ... 40
Gambar 3-7. Grafik spektrum frekuensi ... 41
Gambar 3-8. Diagram alir sintesis gelombang periodik ... 41
Gambar 3-9. Form Sintesis Gelombang ... 42
Gambar 3-10. Diagram alir menu bantuan ... 42
Gambar 3-11. Form Menu Bantuan ... 43
Gambar 3-12. Konfigurasi RS232 ... 44
Gambar 4-1. Form Utama ... 45
Gambar 4-2. Tombol operasi cek koneksi ... .46
Gambar 4-3. Kotak dialog cek koneksi... 47
Gambar 4-4. Informasi koneksi sukses ... 47
Gambar 4-5. Karakter yang diterima untuk koneksi sukses ... 48
Gambar 4-6. Karakter yang diterima jika koneksi belum berhasil ... 48
Gambar 4-7. Pemilihan Skala Arus... 49
Gambar 4-8. Karakter yang dikirim untuk skala arus 500 mA ... 49
Gambar 4-12. Tombol Operasi Mulai dan Berhenti ... 51
Gambar 4-13. Tampilan Form saat Tombol Berhenti ditekan ... 52
Gambar 4-14. Data yang dikirim dan diterima pada hyperterminal ... 53
Gambar 4-15. Tampilan Form Utama saat Menerima Data ... 54
Gambar 4-16. Bagian Simpan File Text ... 54
Gambar 4-17. Hasil Simpan File Text ... 55
Gambar 4-18. Bagian Simpan File Grafik ... 55
Gambar 4-19. Hasil Simpan File Grafik ... 56
Gambar 4-20. Tombol Operasi Reset... 56
Gambar 4-21. Tampilan form utama saat tombol reset ditekan... 56
Gambar 4-22. Form Sintesis Gelombang... 57
Gambar 2-23. Kotak input nilai data ... 58
Gambar 4-24. Pesan Kesalahan ... 58
Gambar 4-25. Konfirmasi keluar program utama ... 59
Gambar 4-26. Sintesis gelombang dengan input dari BPF 1 ... 61
Gambar 4-27. Hasil simpan grafik sintesis gelombang BPF 1 ... 61
Gambar 4-28. Hasil simpan grafik sintesis gelombang BPF 2 ... 62
Gambar 4-29. Hasil simpan grafik sintesis gelombang BPF 3 ... 62
Tabel 2-1. Konfigurasi kaki-kaki DB-9 ... 24
Tabel 2-2. Alamat dan lokasi bit pada register UART ... 26
Tabel 2-3. Properti even komunikasi pada CommEvent ... 27
Tabel 2-4.Properti even error pada CommEvent ... 28
Tabel 4-1. Amplitudo Harmonisa BPF arus 500mA... 59
Tabel 4-2. Tabel Lanjutan Amplitudo Harmonisa BPF arus 500mA ... 60
Listing Program ... L1
Datasheet MAX 232 ... L13 Tabel ASCII ... L30
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Judul
Unit Penampil Berbasis PC pada Sistem Penganalisis Komponen
Frekuensi Harmonisa Arus Beban Peralatan Listrik.
1.2
Latar Belakang Masalah
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi pada saat ini telah
mempengaruhi segala bidang kehidupan manusia, termasuk dalam bidang
elektronika. Kemajuan dalam bidang elektronika membawa perkembangan dalam
hal peralatan listrik dan peralatan elektronika. Peralatan listrik yang telah ada
dalam dunia industri maupun peralatan elektronika mengarah pada aplikasi
elektronika. Pada saat ini telah banyak teknologi yang digunakan manusia dalam
kehidupannya, namun tidak menutup kemungkinan teknologi yang sudah ada saat
ini terus berkembang yang akan menunjang kelancaran kehidupan manusia.
Penggunaan beban peralatan listrik yang non linier, mengakibatkan bentuk
gelombang arus tidak sama dengan bentuk gelombang tegangan pada komponen
elektronika daya peralatan listrik. Bentuk gelombang yang tidak sinus akan
menimbulkan adanya komponen harmonisa selain frekuensi fundamental [1].
Hal ini menyebabkan timbulnya rugi-rugi daya listrik, selain itu dapat
menginterferensi saluran komunikasi.
Dalam menganalisis komponen frekuensi harmonisa arus beban peralatan
listrik diperlukan peralatan yang mampu merekam bentuk gelombang yang
diperoleh dari sumber agar sesuai dengan kenyataan yang nantinya bentuk
gelombang dapat terlihat pada unit penampil. Untuk memperoleh bentuk
gelombang arus beban peralatan listrik, sistem menggunakan sensor arus berupa
resistor yang akan diambil besaran tegangan pada saat resistor dialiri arus listrik,
sedangkan sensor tegangan menggunakan resistor sebagai pembagi tegangan dan
dilakukanpenguatan tegangan. Sinyal tegangan keluaran penguat dari sensor arus
dan tegangan selanjutnya diolah oleh mikrokontroler II setelah sebelumnya
melalui ADC untuk diketahui nilai Irms dan Vrms sehingga dapat dihitung nilai
Prms. Sinyal tegangan keluaran penguat dari sensor arus kemudian dimasukkan
ke dalamBPF terkendali digital. BPF ditala pada frekuensi tertentu (fundamental
atau harmonisanya), yang dikendalikan oleh mikrokontroler. Tegangan keluaran
filter dimasukkan ke dalam rangkaian yang dapat mengambil nilai puncak
gelombang, yang kemudian dihubungkan ke pengubah tegangan analog menjadi
data digital. Data digital kemudian direkam oleh mikrokontroler I sesuai dengan
komponen frekuensi harmonisa orde tertentu sesuai penalaan BPF. Setiap kali
mengubah frekuensi pusat dari BPF, dilakukan pengukuran terhadap amplitudo
gelombang. Hasil pembacaan amplitudo komponen harmonisa ini dapat langsung
dikirimkan ke PC. Kemudian data diproses lebih untuk menggambarkan grafik
frekuensi harmonisa listrik jala-jala. Sarana bantu pemrograman menggunakan
Visual Basic.
Unit penampil banyak digunakan dalam sebuah sistem yang membutuhkan
tampilan berupa karakter huruf dan angka maupun grafik. Unit penampil
digunakan sebagai sebuah visualisasi untuk memperoleh keterangan dari sistem
yang bersangkutan berupa data angka, huruf, maupun grafik.
Penggunaan PC (Personal Computer) sebagai unit penampil sudah banyak
digunakan dalam sebuah sistem yang membutuhkan tampilan grafis yang lebih
baik, hal ini disebabkan oleh keterbatasan unit penampil yang lain seperti LCD
(Liquid Crystal Display) dan LED matriks yang tidak dapat menampilkan operasi grafik tetapi hanya dapat menampilkan karakter angka dan huruf saja.
Pada sebuah sistem penganalisis komponen frekuensi harmonisa arus
beban peralatan listrik digunakan PC sebagai unit penampil karena unit penampil
berbasis PC dapat memproses operasi yang rumit untuk menampilkan grafik
frekuensi dan dapat menampilkan besaran arus. Selain tampilan menjadi lebih
menarik pada PC juga dapat digunakan bahasa pemrograman yang dapat
membantu memproses data dan dapat melakukan penyimpanan data.
1.3
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini adalah membuat program
yang dapat menampilkan grafik frekuensi harmonisa dan mensintesis bentuk
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah dapat diperoleh
frekuensi fundamental dan frekuensi harmonisa dari beban yang diujikan sehingga
dengan penjumlahan frekuensi-frekuensi harmonisanya dapat diperoleh bentuk
gelombang yang mendekati bentuk gelombang sumber arus.
1.4 Batasan
Masalah
Pada penelitian ini, dilakukan batasan-batasan terhadap sistem yang
akan diteliti. Batasan yang dilakukan antara lain :
1. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah Visual Basic.
2. Komunikasi dari mikrokontroler ke PC menggunakan komunikasi serial.
3. Menggunakan RS 232 sebagai media antarmuka komputer dengan
mikrokontroler.
4. Menampilkan skala arus dan orde Band Pass Filter.
5. Menampilkan grafik frekuensi harmonisa berupa spektrum frekuensi arus
beban beserta magnitudenya dan mensintesis bentuk gelombang periodis
pada PC.
6. Menampilkan frekuensi fundamental dan frekuensi harmonisa sampai
frekuensi harmonisa ke-31.
7. Dapat menyimpan data dalam bentuk teks dan grafik.
1.5
Metodologi Penelitian
1. Studi pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari berbagai
informasi, baik dari buku, makalah maupun internet mengenai hal-hal
yang berkaitan dengan pemrograman visual basic dan teknik antarmuka
sehingga informasi yang diperoleh dapat digunakan sebagai referensi
pendukung dalam penyusunan laporan.
2. Merancang dan menuliskan program menggunakan visual basic.
3. Menghubungkan program dengan hardware untuk dilakukan pengujian.
4. Mengambil data dan menganalisis data hasil pengujian.
5. Mengambil kesimpulan terhadap pengujian yang telah dilakukan.
1.6 Sistematika
Penulisan
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini dibagi menjadi 5 bab yang disusun
sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat
penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian serta sistematika penulisan.
BAB II. DASAR TEORI
Bab ini berisi dasar teori yang berhubungan dengan bahasa pemrograman
visual basic, RS 232, dan Windows API. BAB III. RANCANGAN PENELITIAN
Bab ini berisi tentang rancangan program menggunakan Visual Basic
berupa flow chart (diagram alir) dan aplikasi teknik antarmuka menggunakan
BAB IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil pengamatan dan pembahasan dari pengujian yang telah
dilakukan. Hasil data yang diamati akan ditampilkan dalam bentuk grafik.
BAB V. PENUTUP
Bab ini berisi tentang kesimpulan dari penelitian yang dilakukan dan saran
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Deret
Fourier
Dalam domain frekuensi, setiap gelombang periodik yang memiliki bentuk
dapat dinyatkan oleh sebuah deret Fourier bila memenuhi
persyaratan Dirichlet [2] :
( ) (
t f t T)
f = +
1. Gelombang diskontinu, hanya terdapat jumlah diskontinuitas yang terbatas
dalam perioda T.
2. Gelombang memiliki nilai rata-rata yang terbatas dalam perioda T.
3. Gelombang memiliki jumlah maksimum dan minimum yang terbatas
dalam perioda T.
Bila syarat-syarat tersebut dipenuhi, maka deret Fourier dapat dinyatakan dalam bentuk :
( )
∑
∞(
)
=
+ +
=
1
sin cos
n
n n
o a n t b n t
a t
f ω ω (2-1)
Secara umum, tegangan dan arus dapat dinyatakan dalam deret Fourier sebagai :
( )
∑
∞(
)
=
+ =
1
cos h
h o
h h
a t
v ω φ (2-2)
( )
∑
∞(
)
=
+ =
1
cos h
h o
h h
b t
i ω φ (2-3)
( )
∫
=t
o f t dt
T a 0 1 (2-4)
( )
∫
= th f t h t dt
T a 0 ) ( cos 2 ω (2-5)
( )
∫
= th f t h t dt
T b 0 ) ( sin 2 ω (2-6)
Dimana adalah orde harmonisa, yaitu bilangan 1,2,3…dst. Pada kasus di sistem
tenaga listrik, umumnya yang dominan adalah orde ganjil saja (1,3,5,dst.). Orde
menyatakan komponen dasar atau fundamental dari gelombang. Suku
menyatakan komponen dc atau nilai rata-rata dari gelombang, umumnya
komponen ini tidak muncul dalam jaringan sistem arus bolak-balik. Bila
gelombang berbentuk sinusoidal sempurna, maka yang ada hanya orde saja.
h
1 =
h ao
1 =
h
2.2
Sintesis Bentuk Gelombang
Sintesis Fourier adalah penggabungan kembali suku-suku deret
trigonometri agar menghasilkan gelombang mula-mula. Penjumlahan dari
suku-suku deret Fourier akan menghasilkan bentuk gelombang yang sebenarnya
sekalipun bentuk gelombang mungkin tidak sinusoidal, dapat dihasilkan kembali
dengan suku-suku sinusoidal dari frekuensi dan magnitude yang berbeda-beda [2].
Sebagai contoh perluasan deret Fourier dari gelombang kotak pada gambar 2-1
Vm
-Vm 0
T
fs = 1
T
Gambar 2-1 Gelombang Kotak
Gambar 2-2 menunjukkan bagaimana penjumlahan dari suku-suku deret
Fourier dapat menghasilkan suatu gelombang non sinusoidal. Penjumlahan dari
fundamental dan harmonisa ke-3 seperti pada gambar 2-2 dengan jelas
menghasilkan sebuah bentuk gelombang sebagai permulaan untuk menampilkan
bentuk gelombang kotak [3].
t
Vm
-Vm
0 T
2
T
Harmonisa ke-3 Fundamental
Fundamental + harmonisa ke-3
Gambar 2-3 memuat sampai dengan harmonisa ke-5 dan ke-7 yang
memberikan kita bentuk gelombang yang mendekati bentuk gelombang kotak.
t
Vm
-Vm
0 T
2
T Fundamental+harmonisa
ke-3, ke-5, ke-7
Gelombang kotak
Gambar 2-3 Penjumlahan fundamental dan harmonisa yang
mendekati bentuk gelombang kotak
Bentuk gelombang dapat dibangun kembali dengan menambahkan secara
grafik suku-suku trigonometrinya. Penambahan komponen-komponen dengan
cara ini dikenal sebagai waveform synthesis [4].
Sebagai contoh perluasan trigonometri suatu gelombang periodik
diperlihatkan dalam deret berikut:
i(t) = sin(2π100t) + 0,3sin (2π200t) + 0,2sin(2π300t) (2-8)
Suku sinusoidal yang pertama dinamakan frekuensi fundamental dan
mempunyai frekuensi sebesar 100 Hz dan amplitudo sebesar 1A. Suku sinusoidal
kedua memiliki frekuensi sebesar 200 Hz dan dikenal sebagai harmonisa kedua.
Amplitudo harmonisa kedua sebesar 0,3A. Harmonisa ketiga memiliki frekuensi
Bentuk gelombang yang dihasilkan dari penjumlahan trigonometri dari
persamaan (2-8) adalah:
Gambar 2-4 Grafik suku-suku sinusoidal
Fundamental
Harmonisa kedua
Harmonisa ketiga i (A)
1
0,3 0,2
0 t(s)
0,02 0,01
2
-2
0,01 0,02 t(s)
i (A)
0 1
-1
Gambar 2-5 Bentuk grafik sintesis gelombang
2.3
Nilai RMS (
Root-Mean-Square
)
Nilai rms digunakan untuk mengukur efektifitas sebuah sumber arus dalam
suatu alat dan tingkat arus suatu alat. Nilai rms suatu gelombang dapat dihitung
sebagai:
dt I T I
T
rms =
∫
0 2
1
(2-9)
dengan T adalah perioda waktu dan I adalah arus dari gelombang. Apabila
gelombang menjadi rusak sampai pada harmonisanya, nilai rms dapat dihitung
secara individual. Nilai rms dari gelombang, sesungguhnya dapat didekati dengan
kombinasi nilai rms setiap harmonisanya, seperti ditunjukkan pada persamaan
2.10.
2 2
2 2
) ( )
2 ( )
1
( rms ... rmsn
rms dc
rms I I I I
I = + + + + (2-10)
dengan adalah arus komponen DC, dan adalah nilai rms dari
frekuensi fundamental dan komponen harmonisa ke-n, secara individu [5]. dc
I
) 1 ( rms
I
) (n rms
I
2.3.1 Nilai RMS dari Gelombang Sinusoidal
Nilai puncak (peak) gelombang arus yang berbentuk sinusoidal merupakan nilai maksimum gelombang baik pada bagian positif ataupun negatif. Nilai ini
ditunjukkan oleh Ip1 dan −Ip1 pada gambar 2-6.
Nilai puncak-ke-puncak ( nilai dari puncak
(2-11)
Nilai rms dari gelombang
peak-to-peak) gelombang merupakan positif ke puncak negatif dan dapat dihitung dengan
1
2 p
pp I
I =
arus yang berbentuk sinusoidal adalah
2
1
p
I
Irms = (2-12)
Untuk gelombang arus yang berbentuk setengah gelombang sinusoidal, nilai rms
yang dihasilkan dapat dihitung dengan
1 01
T
1
. 2T I
Irms = p (2-13)
.3.2 Nilai RMS dari Gelombang Pulsa Kotak
erbentuk pulsa kotak
merupa
2
Nilai puncak (peak) gelombang arus yang b
kan nilai maksimum gelombang pada bagian positif. Nilai ini ditunjukkan
oleh Ip2 pada gambar 2-5.
Nilai rms dari gelombang arus yang berbentuk pulsa kotak adalah
2
T
02 2
T I
Irms = p (2-14)
2.3.3 Nilai RMS dari Gelombang Segitiga
Nilai puncak (peak) gelombang arus yang berbentuk segitiga merupakan
lai ini ditunjukkan oleh V p3
pada ga
Nilai rms dari gelombang se
nilai maksimum gelombang pada bagian positif. Ni
mbar 2-8.
Gambar 2-8 Gelombang segitiga.
gitiga adalah
(
)
(
)
3
3 03 3 3 2 03 3 03
03
3 T 3T
T
rms
−
3 T T T T T
p I I
− + −
= (2-15)
Untuk nilai maka nilai rms dari gelombang segitiga yang dihasilkan
sesuai dengan persamaan 2-15.
03
3 2T
T =
3 1
3
p rms I
2.4
Visual Basic 6.0
Visual Basic (atau sering disingkat VB) adalah perangkat lunak untuk rja dalam lingkungan sistem operasi
Window
n cara ini pengguna tidak lagi menuliskan
instruk
sa pemrograman yang dalam
sejarah
Integrated Development Environment (IDE), karena
oft Visual Studio 6.0 dan
asic 6.0. menyusun program aplikasi yang beke
s. Dengan memanfaatkan Visual Basic kita bisa memanfaatkan
kemampuan Windows secara optimal.
Kata “Visual” menunjukkan cara yang digunakan untuk membuat
graphical user interface (GUI). Denga
si pemrograman dalam kode-kode baris, tetapi dapat dilakukan dengan
drag dan drop objek-objek yang akan digunakan.
Kata “Basic” merupakan bagian bahasa BASIC (Beginners All-Purpose
Symbolic Instruction Code), yaitu sebuah baha
nya sudah banyak digunakan oleh para programer untuk menyusun
aplikasi. Visual Basic dikembangkan dari bahasa pemrograman BASIC dan
sekarang berisi banyak statemen, fungsi, dan keyword, yang beberapa diantaranya terhubung ke Windows GUI [6].
Untuk menggunakan Visual Basic sebagai program visual, pengguna harus
terlebih dahulu masuk ke dalam
IDE ini menghubungkan beberapa fungsi seperti editing, compiling, dan
debugging. Untuk mengetahui lebih lanjut mengenai apa itu IDE, pengguna harus mengaktifkan Visual Basic dari Windows dengan cara:
1. Klik Start dari Task bar.
2. Pilih Programs, dan arahkan ke pilihan Micros
3. Akan muncul kotak dialog kemudian pilih salah satu tipe dari project yang
ada, misalnya Standar EXE, maka akan tampak tampilan seperti gambar
Gambar 2-9 Tampilan IDE Visual Basic 6.0.
Tampilan pada gambar 2-9 inilah yang disebut dengan lingkungan IDE.
Dari ta guna siap untuk mendefinisikan aplikasi EXE yang akan
pilkan menu perintah untuk pengembangan aplikasi. Secara
memiliki pilihan File, Edit, View, Windows dan Help.
Disamp
2-9 berikut.
mpilan ini peng
disusun, yaitu dengan mengoptimalkan elemen-elemen IDE-nya. Untuk mengenal
lebih jauh tentang IDE, berikut ini akan dijelaskan elemen-elemen yang ada pada
IDE tersebut.
2.4.1 Menu Bar
Menam
default, menu bar
ing itu, terdapat menu yang bisa diakses dalam pemrograman seperti
Gambar 2-10 Tampilan Menu Bar Visual Basic 6.0
2.4.2 Tool Bar
Berisi on-ico n suatu
cara cepat. Secara default (yang ditetapkan oleh pembuat
program
Gambar 2-11 Tampilan Tool Bar Visual Basic 6.0.
.4.3 Tool Box
Berisi i on-ico rm antar
drag-drop. Selain versi standard (default), disediakan juga versi E
Gambar 2-12 Icon Kontrol Standard
ic n yang dapat diklik oleh pengguna untuk melakuka
perintah khusus se
) tool bar standar akan ditampilkan, tool bar yang lain adalah Edit untuk editing, Form Editor untuk desain form, Debug untuk melacak kesalahan.
Untuk memilih tool bar yang aktif (ditampilkan), digunakan perintah View kemudian klik Toolbars pada Menu Bar.
2
c n kontrol yang tersedia untuk mendesain sebuah fo
muka dengan cara
nterprise, Active-X, maupun kontrol-kontrol buatan pihak ketiga. Tampilan
2.4.4 Context Menu
Berisi shortcut tuk membuka sebuah
. Untuk membuka Context Menu, klik tombol kanan
Gambar 2-13 Tampilan Context Menu
.4.5 Window Properties
Digunakan unt ontrol yang dipilih.
rakteristik objek, seperti size, caption, atau color.
Gambar 2-14 Tampilan Window Properties yang suatu saat bisa digunakan un
context menu suatu objek
mouse pada object yang digunakan. Suatu daftar shortcut yang tertentu akan
tersedia dari Context Menu dan tergantung pada pointer mouse berada pada saat tombol kanan mouse diklik.
2
uk mengatur properti suatu objek atau k
Sebuah properti merupakan ka
Tampil tidaknya window properties dapat diatur dengan memilih pilihan
2.4.6 Window Form Layout
Window Form sisi relatif form
ditampilkan di layar monitor. Tampil tidaknya
window
Gambar 2-15 Tampilan Window Form Layout
.4.7 Window Code Editor
Berfungsi seb -baris kode
sedang dibuat. Suatu jendela Code Editor yang terpisah
Gambar 2-16 Tampilan Window Code Editor
Layout adalah jendela yang menunjukkan po terhadap layar monitor saat form
ini dapat diatur dari pilihan Form Layout Window yang ada pada menu
bar View.
2
agai pengolah kata untuk menuliskan baris
pemrograman pada aplikasi yang
2.4.8 Window Project Explorer
Untuk mengetahui dan mengelola beberapa file digunakan jendela Project
an ditampilkan nama project, nama-nama
objek f
Gambar 2-17 Tampilan Window Project Explorer
2.4.9 Form D signe
Sebagai tempat untuk mengatur tampilan aplikasi yang akan disusun.
mbahkan kontrol, grafik dan gambar pada posisi yang
diingin
Gambar 2-18 Tampilan Form Designer
Explorer. Dalam jendela tersebut ak
orm dan nama-nama module (hanya menyimpan kode program saja) yang
digunakan. Di belakang setiap nama tersebut di dalam tanda kurung adalah nama
file penyimpannya.
e r
Dalam form ini dapat dita
2.5
Komunikasi Data Serial
Dikenal dua u komunikasi data
ata serial secara asinkron.
Pada k
asinkron, clock
us Receiver/Transmitter). IC UART dibuat khusus untuk mengubah
si receiver harus sinkron. Untuk itu diperlukan cara komunikasi data secara serial, yait
serial secara sinkron dan komunikasi d
omunikasi data secara sinkron, clock dikirimkan secara bersama-sama
dengan data serial, sedangkan pada konunikasi data serial secara
tidak dikirimkan bersama-sama dengan data serial, tetapi dibangkitkan secara
sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim (transmitter) maupun pada sisi penerima (receiver).
Komunikasi data serial jenis asinkron dikerjakan oleh UART (Universal
Asynchrono
data paralel menjadi data serial dan menerima data serial yang kemudian diubah
kembali menjadi data paralel.
Pada UART, kecepatan pengiriman data (baud rate) dan fase clock pada
sisi transmitter dan pada si
sinkronisasi antara transmitter dan receiver. Hal ini dilakukan oleh bit ‘Start’ dan
bit ‘Stop’. Ketika saluran transmisi dalam keadaan idle, output UART adalah
dalam logika ‘1’. Ketika transmitter ingin mengirimkan data, output UART akan diset lebih dulu ke logika ‘0’ untuk waktu satu bit. Sinyal ini pada receiver akan dikenali sebagai sinyal ‘Start’ yang digunakan untuk mensinkronkan fase
clocknya sehingga sinkron dengan fase clock transmitter. Selanjutnya data akan dikirimkan secara serial dari bit paling rendah (bit 0) sampai bit tertinggi.
Kecepatan transmisi (baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang
tertentu. Baud rate yang umum dipakai adalah 110, 135, 150, 300, 600, 1200,
istik Sinyal Port Serial
Standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah standar
Industry Association and the Telecom
1. Log
a ‘0’ disebut ‘space’ terletak antara +3 Volt hingga +25 Volt.
, yaitu
s
2400, dan 9600 (bit/detik). Dalam komunikasi data serial, baud rate dari kedua alat yang berhubungan harus diatur pada kecepatan yang sama. Selanjutnya harus
ditentukan panjang data (6, 7, atau 8 bit), paritas (genap, ganjil, atau tanpa paritas)
dan bit’Stop’ [7].
2.6
Karakter
RS232 yang dikembangkan oleh Electronic
munications Industry Association (EIA/TIA) yang pertama kali dipublikasikan pada tahun 1962. Ini terjadi jauh sebelum IC TTL populer
sehingga sinyal ini tidak ada hubungan sama sekali dengan level tegangan IC
TTL. Standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara komputer (Data
Terminal Equipment – DTE) dengan alat-alat pelengkap komputer (Data Circuit-Terminating Equipment-DCE). Standar RS232 inilah yang biasa digunakan pada
portserial IBM kompatibel.
Standar sinyal serial RS232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai
berikut:
ika ‘1’ disebut ‘mark’ terletak antara -3 Volt hingga -25 Volt.
2. Logik
3. Daerah tegangan antara -3 Volt hingga +3 Volt adalah invalid level
dihindari. Demikian juga, level tegangan lebih negatif dari -25 Volt atau lebih
positif dari +25 Volt juga harus dihindari karena tegangan tersebut dapat merusak
line driver pada saluran RS232.
Gambar 2-19 berikut ini adalah contoh level tegangan RS232 pada
pengiriman huruf ‘A’ dalam format ASCII tanpa bit paritas pada level TTL dan
level RS232.
Gambar 2-19 Level Tegangan TTL dan RS232 pada pengiriman
huruf ‘A’ tanpa bit paritas.
2.7
Konfigurasi Port Serial
Gambar 2-20 adalah gambar konektor port serial DB-9 pada bagian
belakang CPU. Pada komputer IBM PC kompatibel biasanya terdapat dua
konektor serial DB-9 yang biasanya dinamai COM1 dan COM2.
Berikut ini tabel konfigurasi kaki-kaki dan nama sinyal konektor serial DB-9 Tabel 2-1 Konfigurasi kaki-kaki DB-9
Nomor Pin Nama Sinyal Direction Keterangan
1 DCD In Data carrier detect/Received
Line Signal Detect
2 RxD In Received Data
3 TxD Out Transmit Data
4 DTR Out Data Terminal Ready
5 GND - Ground
6 DSR In Data Set Ready
7 RTS Out Request to Send
8 CTS In Clear to Send
9 RI In Ring Indikator
Keterangan mengenai fungsi saluran RS 232 pada konektor DB-9 adalah
sebagai berikut :
• Received Line Signal Detect, dengan saluran ini DCE
memberitahukan ke DTE bahwa pada terminal masukan ada data
masuk.
• Received Data, digunakan DTE menerima data dari DCE. • Transmit Data, digunakan DTE mengirim data ke DCE.
• Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan terminal
siap.
• Ring Indicator, pada saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa
sebuah stasiun menghendaki hubungan dengannya.
• Clear To Send, dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE
boleh memulai mengirim data.
• Request To Send, dengan saluran ini DCE diminta mengirim data oleh
DTE.
• DCE Ready, sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE
sudah siap.
Untuk dapat menggunakan port serial perlu diketahui alamatnya. Bisanya
tersedia dua portserial pada CPU, yaitu COM1 dan COM 2. Base address COM1
biasanya adalah 1016 (3F8h) dan COM2 biasanya 760 (2F8h). Alamat tersebut
adalah alamat yang biasa digunakan. Tepatnya pada peta memori tempat
menyimpan alamat tersebut, yaitu memori 0000 0400h untuk baseaddress COM1
dan memori 0000 0402H untuk baseaddress COM2.
2.8 Pengaksesan Port Serial Pada Visual Basic
Untuk pengaksesan port serial dapat diakses secara langsung melalui
register UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) atau
menggunakan kontrol MSComm yang telah disediakan Visual Basic.
2.8.1 Pengaksesan Secara Langsung Melalui Register UART
Saluran yang digunakan UART unutuk komunikasi baik untuk pengiriman
saluran-saluran untuk kontrol yaitu DCD, DSR, RTS, CTS, DTR, dan RI. Saluran-saluran-saluran
ini ada yang sebagai input dan ada yang sebagai output. Kecuali RxD,
saluran-saluran yang telah disebutkan tadi dapat diakses langsung melalui register UART.
Tabel 2-2 Alamat dan lokasi bit pada register UART.
Nama
pin
Nomor pin pada DB-9 COM 1 COM 2 Bit Arah
TxD 3 3FBh 2FBh 6 Output
DTR 4 3FCh 2FCh 0 Output
RTS 7 3FCh 2FCh 1 Output
CTS 8 3FEh 2FEh 4 Input
DSR 6 3FEh 2FEh 5 Input
RI 9 3FEh 2FEh 6 Input
DCD 1 3FEh 2FEh 7 Input
2.8.2 Pengaksesan Dengan Menggunakan Kontrol MSComm
Kontrol MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program
aplikasi yang dibuat dengan port serial untuk mengirim dan menerima data
melalui port serial. Setiap MSComm hanya menangani satu port serial sehingga
jika ingin menggunakan lebih dari satu port serial, kita juga harus menggunakan
2.8.2.1 Properti MSComm
Jumlah properti pada MSComm sangat banyak, berikut adalah
properti-properti yang sering dipakai, yaitu:
CommPort : Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai.
Setting : Digunakan untuk menset nilai baud rate, pariti, jumlah bit data dan jumlah bit stop.
Port Open : Digunakan untuk membuka maupun untuk menutup port serial
yang dihubungkan dengan MSComm ini.
Input : Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima.
Output : Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim.
Tabel 2-3 Properti even komunikasi pada CommEvent
Konstanta Keterangan comEvSend Jumlah karakter pada buffer kirim lebih sedikit daripada nilai
properti Sthreshold. Event ini akan dibangkitkan jika nilai
properti Sthreshold tidak diisi ’0’.
comEvReceive Telah diterima karakter sebanyak nilai properti Rthreshold. Event ini akan dibangkitkan terus-menerus sampai data
diambil dari buffer penerima menggunakan perintah input.
Event ini akan dibangkitkan jika nilai properti Rthreshold
tidak diisi ’0’.
comEvDSR Terjadi perubahan pada saluran Data Set Ready
comEvCD Terjadi perubahan pada Carier Detect
comEvRing Terdeteksi akan adanya sinyal Ring
comEvEOF Karakter End of File diterima
2.8.2.2 Event Pada MSComm
MSComm mempunyai satu event saja, yaitu event OnComm. Event OnComm dibangkitkan jika nilai properti dari CommEvent berubah yang
mengindikasikan telah terjadi event pada serial port baik event komunikasi
maupun event error.
Tabel 2-4 Properti even error pada CommEvent
Konstanta Keterangan
comEventFrame Hardware mendeteksi adanya kesalahan framing.
comEventRxParity Hardware mendeteksi adanya kesalahan pariti.
comEventRxOver Buffer penerima mengalami overflow, tidak ada ruang kosong lagi pada buffer penerima.
comEventTxFull Buffer kirim penuh.
comEventOverrun Port mengalami overrun comEventBreak Sinyal Break diterima
2.9 Pemrograman
Windows
API
API atau Application Programming Interface merupakan fungsi-fungsi
eksternal yang terdapat dalam file-file perpustakaan Windows (LibraryWindows) atau file library lainnya yang dapat dimanfaatkan oleh aplikasi. File Lib(Library)
ini terdapat di folder sistem Windows (C:\Windows\System32). Penggunaannya
dalam sebuah aplikasi haruslah dideklarasikan terlebih dahulu di Source Code
aplikasi [8].
Dalam pemrogaraman yang melibatkan registry, Visual Basic hanya
menyediakan dua buah fungsi built-in, yaitu GetSetting dan SaveSetting.
GetSetting digunakan untuk mendapatkan informasi dari database registry,
sedangkan SaveSetting dimanfaatkan untuk menuliskan informasi pada database
registry. Kedua fungsi built-in ini hanya bekerja pada main key
HKEY_CURRENT_USER dan tidak untuk main key yang lain. Ini merupakan
salah satu contoh dimana terdapat ribuan kekuatan Windows yang terpendam di
dalam sistem, namun belum mampu dibangkitkan oleh fungsi-fungsi built-in
Visual Basic.
Setiap tugas (task) yang dilakukan oleh Windows dalam setiap proses
kerjanya, sering memanfaatkan fungsi API yang berada dalam file .dll. Terdapat
banyak file .dll yang berada pada direktori %SystemRoot%, dan umumnya berada
pada C:\[Windows|Winnt]\[System|System32]. Beberapa file .dll yang sering
digunakan adalah:
user32.dll. File ini dipakai untuk mengontrol objek-objek yang terlihat pada layer.
2.9.1 Struktur Deklarasi Windows API
Penulisan prosedur API harus memberitahu compiler (dalam hal ini Visual
Basic) dimana file eksternal (*.dll) tempat ditulisnya prosedur-prosedur yang hendak dimanfaatkan tersebut. Dengan kata lain programmer harus menuliskan
path dari file .dll tersebut. Proses pemberitahuan ke Visual Basic mengenai
prosedur eksternal yang hendak dimanfaatkan dikenal dengan sebutan
“Deklarasi”.
Salah satu contoh deklarasi fungsi API:
Declare Function ExitWindowsEx Lib “user32” (ByVal uFlags As Long, ByVal dwReserved As Long) As Long.
Bagian dari struktur deklarasi fungsi API diatas adalah:
• Declare
Fungsi ini merupakan reserved word, kata yang telah baku disediakan oleh
Visual Basic untuk menyatakan pendeklarasian prosedur API. • Function
Fungsi ini juga merupakan reserved word dari Visual Basic.
• ExitWindowsEx
Fungsi ini merupakan salah satu nama fungsi yang terdapat pada suatu file
pustaka prosedur (*.dll). Setelah penulisan nama fungsi ini, proses harus
dilanjutkan dengan nama file pustaka prosedur dimana fungsi tersebut berada.
• Lib”user32”
Disinilah letak fungsi ExitWindowsEx berada, yaitu pada library (pustaka
didalamnya terdapat puluhan macam fungsi. Deklarasi nama file user32 tidak
mengikutsertakan ekstensi .dll, padahal biasanya programmer akan
menuliskan ekstensi-nya pada file tersebut. Hal ini dikarenakan Visual Basic
secara otomatis akan mengenalinya tanpa harus menuliskan ekstensi .dll
karena user32 merupakan Special Windows System DLLs selain kernel32 dan
gdi32. Penulisan string “32” pada pustaka sistem prosedur mengacu pada
terminologi Win32-Based Application, yaitu sebuah teknologi sistem operasi
berbasis 32-bit pada Windows.
• (ByVal uFlags As Long, ByVal dwReserved As Long)
Merupakan sekumpulan argumen (banyak programer menyebutnya
parameter). Namun, berbeda halnya dengan dengan prosedur Visual Basic
biasa, kebanyakan prosedur API memiliki argumen yang membutuhkan suatu
nilai tertentu yang bersifat tetap (variable orisinil yang tidak bisa diubah),
sedangkan pada prosedur Visual Basic biasa sering argumen menggunakan
nilai referensi, yaitu nilai (value) yang dapat diubah.
• As Long
Fungsi ini merupakan pendeklarasian tipe nilai yang dikembalikan fungsi API
yang selalu menghasilkan nilai umpan balik (feedback) atau “returned value”.
2.9.2 Sifat Penulisan Deklarasi Windows API
• Pendeklarasian fungsi API harus ditulis dalam satu baris pernyataan. Apabila
tidak memungkinkan dapat dipisah dengan sebuah karakter underscore ( _ )
• Deklarasi fungsi dapat dilakukan dengan awalan Private atau Public. Awalan
Publik selalu ditempatkan pada sebuah modul (*.bas) dan fungsi yang
dideklarasikan pada jendela modul selalu bersifat global yang dapat dipakai
pada setiap form atau listing program yang lain, sedangkan fungsi yang
dideklarasikan pada jendela modul, selalu diawali dengan Private. Contoh:
Publik Declare Function ExitWindowsEx Lib “user32” (ByVal
_uFlags _ As Long, ByVal dwReserved As Long) As Long.
• Deklaasi fungsi seperti diatas dengan awalan Publik, selalu ditempatkan pada
jendela modul dan bersifat global, sedangkan jika dideklarasikan selain pada
jendela modul, maka penulisannya diawali kata Private dan pemanggilan
fungsi hanya berlaku terbatas pada listing, dimana fungsi tersebut
dideklarasikan.
• Penulisan nama fungsi atau prosedur bersifat casesensitive, artinya Visual
Basic membedakan antara penulisan Exit-WindowsEx dengan exitwindowsex.
• Secara default, deklarasi pada jendela modul adalah Public. Pendeklarasian
fungsi API, jika tidak diawali dengan kata Public dan hanya diawali kata
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
3.1 Blok Diagram Sistem Penganalisis Komponen Frekuensi
Harmonisa
Arus
Beban Peralatan Listrik
Tegangan Masukan AC
Mikrokontroler II
Pengkondisi Sinyal
Arus Masukan AC
Pengkondisi Sinyal
ADC
ADC
LCD
Pemilih Skala
Peak Detector
Buffer BPF ADC
Pemilih Orde
Mikrokontroler I
Unit Penampil Berbasis PC
3
8
3 8
10 8
8 3
Sensor Arus Sensor Tegangan
Gambar 3-1 Diagram Blok Sistem Penganalisis Komponen Frekuensi Harmonisa
Bagian yang penulis kerjakan dari rancangan sistem penganalisis
komponen frekuensi harmonisa arus beban peralatan listrik seperti yang
ditunjukkan pada blok diagram pada gambar 3-1 adalah bagian unit penampil
berbasis PC. Unit penampil berbasis PC melakukan komunikasi data dengan
mikrokontroler 1. Unit penampil akan melakukan pemilihan orde BPF dan
pemilihan skala arus yang dikendalikan oleh mikrokontroler 1. Orde dari BPF
adalah BPF tingkat 1, BPF tingkat 2, dan BPF tingkat 3. Sedangkan skala arus
yang akan dipilih merupakan amplitudo arus maksimum yang bernilai 0,05
ampere, 0,5 ampere, dan 5 ampere.
3.2
Perancangan Program
Visual Basic merupakan bahasa pemrograman yang digunakan dalam perancangan perangkat lunak yang digunakan untuk menampilkan informasi pada
sistem penganalisis komponen frekuensi harmonisa arus beban peralatan listrik.
3.2.1 Form Utama
Form utama berfungsi untuk menampilkan grafik spektrum frekuensi
harmonisa dan operasi menyimpan data.
Pada perancangan tampilan menggunakan perangkat lunak Visual Basic.
Semua informasi yang diterima dari mikrokontroler melalui port serial dengan
menggunakan kontrol MSComm dapat disimpan dan dibuka kembali. Dengan
menggunakan kontrol MSChart akan ditampilkan grafik yang akan
Nama Program
Keterangan Proses
Grafik Data Amplitudo Arus
Tombol Bantuan
Pilih Skala Arus
Pilih Orde BPF
Tombol Sintesis Gelombang
Simpan
Buka Tombol
Proses
Gambar 3-2 Layout tampilan antarmuka Visual Basic
Terdapat tombol pilih skala arus dan tombol pilih orde BPF yang harus
dipilih terlebih dahulu untuk menentukan arus dan orde yang digunakan. Setelah
arus dan orde dipilih maka tombol proses akan mengeksekusi program untuk
diproses. Form keterangan proses berisi keterangan nilai amplitudo dari
harmonisa pertama hingga harmonisa ke-31. Data yang telah diambil dapat
disimpan dengan menekan tombol simpan. Tombol bantuan berisi form tentang
program yang dibuat dan cara menjalankan program.
3.2.2 Program Utama
Sebelum program melakukan proses pengambilan data perlu dilakukan
pengkondisian awal agar program mengenali parameter yang ditentukan. Sebelum
memulai proses perlu menentukan batas arus maksimal dari skala pemilih arus.
Sesudah menentukan batas arus kemudian menentukan orde dari BPF. Setelah
pemilihan arus dan orde selesai maka program akan dieksekusi dan mulai
frekuensi. Pengambilan data frekuensi harmonisa dilakukan hingga harmonisa
ke-31. Setelah proses selesai maka data yang telah diperoleh dapat disimpan.
Selanjutnya sintesis gelombang akan dieksekusi jika pengguna menekan tombol
sintesis gelombang.
Mulai
Pilih Skala Arus
Pilih Orde BPF
Simpan Data? Simpan
Keluar
Ya
Tidak Proses ambil data
amplitudo arus Tombol Mulai
ditekan Cek Koneksi
Sintesis Gelombang Buka Data?
Tidak
Buka Ya
3.2.3 Pengiriman dan Penerimaan Data
Data yang dikirim dari komputer oleh Microsoft Visual Basic 6.0 adalah
berupa karakter American Standard Code for Information Interchange (ASCII).
Karakter ASCII tersebut akan dikirim sebagai bilangan heksadesimal dan diterima
mikrokontroler dalam bilangan heksadesimal pula. Bilangan heksadesimal ini
akan digunakan untuk mengaktifkan port.
Data yang dikirim oleh mikrokontroler adalah berupa bilangan
heksadesimal. Bilangan heksadesimal ini diterima oleh komputer dan oleh
Microsoft Visual Basic 6.0 akan ditampilkan dalam karakter ASCII.
3.2.4 Program Pilih Skala Arus
Pada program pilih skala arus terdapat tiga pilihan arus yang bernilai 0,05
ampere, 0,5 ampere dan 5 ampere. Ketika pemilihan skala arus 0,05 ampere
diaktifkan maka Visual Basic akan mengirim karakter ‘A’ ke mikrokontroler
selanjutnya mikrokontroler akan mengaktifkan relay pada pilihan arus sebesar
0,05 ampere, ketika skala arus 0,5 ampere dipilih maka visual basic akan
mengirimkan karakter ‘B’ untuk mengaktifkan relay pada arus sebesar 0,5
ampere, dan ketika skala arus 5 ampere dipilih maka visual basic akan
mengirimkan karakter ‘C’ untuk mikrokontroler mengaktifkan relay pada arus
Gambar 3-4 Diagram Alir Program Pilih Skala Arus
Pilih Skala Arus
0,05 Ampere ?
5 Ampere ? 0,5 Ampere
?
Kirim karakter ‘C’ ke mikrokontroler Kirim karakter ‘B’ ke
mikrokontroler Kirim karakter ‘A’ ke
mikrokontroler Ya
Tidak
Ya Ya
Tidak
Tidak
3.2.5 Program Pilih Orde BPF
Pada program pilih orde BPF, terdapat tiga pilihan orde Band Pass Filter
yaitu pilihan BPF tingkat 1, pilihan BPF tingkat 2, dan pilihan BPF tingkat 3.
Pada penelitian ini menggunakan BPF orde 2 yang dikaskade 3 dengan disusun
secara seri. Rangkaian BPF dikaskade 3 dimaksudkan untuk memperoleh dan
membandingkan sinyal output setiap output BPF berupa amplitudo. Tipe filter
yang digunakan adalah butterworth. Visual Basic akan mengirimkan karakter ‘D’
ke mikrokontroler ketika BPF tingkat 1 dipilih selanjutnya mikrokontroler akan
mengaktifkan relay untuk pilihan BPF tingkat1. Ketika BPF tingkat 2 dipilih
untuk pilihan BPF tingkat 2 akan diaktifkan. Ketika BPF tingkat 3 dipilih maka
visual basic akan mengirimkan karakter ‘F’ ke mikrokontroler dan mikrokontroler akan mengaktifkan relay untuk pilihan BPF tingkat 3.
Pilih Orde BPF
BPF tingkat 1?
BPF tingkat 3? BPF tngkat 2?
Kirim karakter ‘F’ ke mikrokontroler Kirim karakter ‘E’ ke
mikrokontroler Kirim karakter ‘D’ ke
mikrokontroler Ya
Tidak
Ya Ya
Tidak
Tidak
Gambar 3-5 Diagram Alir Program Pilih Orde BPF
3.2.6 Diagram Alir Proses Ambil Data
Pada saat tombol proses ditekan maka Visual Basic akan mengirimkan
karakter ‘G’ ke mikrokontroler untuk memulai mikrokontroler mengambil data.
sebanyak 31 kali. Setelah itu mikrokontroler akan mengirimkan data amplitudo
frekuensi harmonisa yang telah diambil ke VisualBasic.
Kirim Karakter ‘G’ Ke Mikrokontroler Proses Ambil Data
Data amplitudo
arus Tekan Tombol
Mulai
Tunggu Mikrokontroler Mengambil data
Tampilkan data amplitudo arus Kirim data dari mikrokontroler Ke visual basic
Gambar 3-6 Diagram alir proses ambil data amplitude arus
Tampilan data berupa spektrum frekuensi yang menampilkan magnitude
frekuensi harmonisa sebanyak 31 data dari frekuensi 50 Hz sampai 1550 Hz.
Gambar 3-7 Grafik spektrum frekuensi
Frekuensi (Hz)
50 100 150 200 250 1550
3.2.7 Diagram Alir Proses Sintesis Gelombang Periodik
Data amplitudo arus yang dikirim mikrokontroler sebanyak 31 data akan
ditampilkan pada sebuah form untuk membentuk suatu gelombang periodik.
Tombol sintesis gelombang akan menghasilkan bentuk gelombang periodik hasil
sintesis gelombang yang akan ditampilkan pada form tersendiri.
Sintesis Gelombang Periodik
Tekan Tombol Sintesis Gelombang
Data amplitudo arus dari mikrokontroler
t nf
i
i
nn cos2 ( 0) 31
1 π
= ∑ =
Tampilkan grafik sintesis gelombang
Grafik Sintesis Bentuk Gelombang
Simpan Buka
Proses
Gambar 3-9 Form Sintesis Gelombang
3.2.8 Menu Bantuan
Menu bantuan akan menampilkan informasi mengenai program yang
dijalankan. Bila menu bantuan dipilih akan ditampilkan pesan yang berhubungan
dengan penggunaan program.
Mulai
Tombol Bantuan ditekan?
Tampilkan Form Informasi Menggunakan
Program
Ke Program Utama
Tidak
Ya
Tombol Keluar ditekan?
Tidak
Ya
Pesan yang ditampilkan
Keluar
Gambar 3-11 Form Menu Bantuan
3.3 Pengubah Level TTL Menjadi Level RS232
Pengubahan level tegangan TTL dari mikrokontroler AT89S51 menjadi
tegangan dengan level RS232 dengan menggunakan IC Max232. Rancangan
pengubah level tegangan TTL menjadi tegangan RS232 ini mengikuti konfigurasi
dari data sheet RS232 [10]. Input TTL pada RS232 ada dua yaitu T1IN dan T2IN
yang pada perancangan dipilih T2IN sebagai input tegangan TTL dari
mikrokontroler yaitu data yang akan dikirimkan. Sedangkan untuk output TTL
pada RS232 juga ada dua saluran yaitu R1OUT dan R2OUT. Pada perancangan,
dipilih R2OUT sebagai jalur data yang diterima oleh mikrokontroler. Sedangkan
output dan input yang terhubung dengan port serial dihubungkan dengan pin
T2OUT dan R2OUT. Ground rangkaian dengan ground pada bagian komputer
dihubungkan agar referensi tegangan antar kedua perangkat sama sehingga data
dapat diterima dan dikirim dengan acuan yang sama. Gambar 3.12 menunjukkan
U8
MAX232
8 10
1 3 4 5 2
6 9
7
16
15
R2IN T2IN
C+ C1-C2+ C2-V+
V-R2OUT
T2OUT
VC
C
GN
D
C7 1uF C6 1uF
TX uC
C5 1uF
P1
CO
NNE
C
T
O
R DB
9
5 9 4 8 3 7 2 6 1 VCC
RX uC
0 C8
1uF
Gambar 3-12 Konfigurasi RS232
Fungsi kapasitor pada rangkaian pengubah level tegangan TTL ke level
tegangan RS232 yaitu sebagai kapasitor eksternal untuk Voltage Doubler.
Masing-masing kapasitor digunakan sebagai berikut :
BAB IV
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
Bab IV membahas pengamatan program yang telah dibuat dari rancangan
program Unit Penampil Berbasis PC pada Sistem Penganalisis Komponen
Frekuensi Harmonisa Arus Beban Peralatan Listrik.
4.1 Form
Utama
Saat program dijalankan akan muncul form utama. Form utama muncul
semua tombol dalam keadaan disabled kecuali tombol cek koneksi. Bagian status
akan menampilkan tanggal dan waktu selama program berjalan. Form utama
ditunjukkan pada gambar 4-1.
Bagian-bagian form utama seperti yang ditunjukkan pada gambar 4-1:
A : Bagian operasi terdiri dari tombol cek koneksi, tombol mulai, tombol berhenti,
dan tombol reset.
B : Bagian pemilihan skala arus terdiri dari tombol skala arus 50 mA, 500 mA,
dan 5 A. Bagian pemilihan orde BPF terdiri dari tombol BPF tingkat 1, BPF
tingkat 2, dan BPF tingkat 3.
C : Keterangan dari status program yang sedang berjalan, terdiri dari tanggal dan
waktu operasi, dan keterangan skala arus dan orde BPF yang dipilih.
D : Bagian simpan file untuk menyimpan file teks dan grafik.
E : Tombol operasi sintesis gelombang.
F : List box, akan menampilkan data yang diterima saat program bekerja. G : Grafik untuk merepresentasikan data.
4.2 Cek
Koneksi
Tombol cek koneksi berguna untuk mengecek sambungan kabel DB-9 dari
port serial pada PC yang dihubungkan dengan port serial pada rangkaian RS 232
yang terhubung ke mikrokontroler.
Saat tombol cek koneksi ditekan akan muncul kotak dialog yang meminta
untuk menghubungkan alat seperti yang terlihat pada gambar 4-3.
Gambar 4-3 Kotak Dialog Cek Koneksi
Kotak dialog cek koneksi muncul pengguna harus menekan tombol “Yes” untuk
menghubungkan alat, jika tombol “No” yang ditekan maka alat tidak akan
dihubungkan dan akan keluar dari program. Jika cek koneksi berhasil dilakukan
akan muncul informasi yang menyatakan bahwa koneksi telah berhasil seperti
pada gambar 4-4. Setelah cek koneksi berhasil maka semua tombol akan menjadi
enabled. Jika koneksi belum berhasil kotak dialog cek koneksi akan tetap muncul dan pengguna harus menekan tombol ‘Yes’ kembali.
Gambar 4-4 Informasi Koneksi Sukses
PC akan mengirimkan karakter ‘X’ ke mikrokontroler saat tombol cek
telah sukses. Jika koneksi belum sukses pada hyper terminal tidak akan
menampilkan karakter ‘Y’ melainkan karakter ‘X.’.
Gambar 4-5 Karakter yang diterima untuk koneksi sukses
Gambar 4-6 karakter yang diterima jika koneksi belum berhasil
4.3
Pemilihan Skala Arus
Setelah koneksi sukses maka pengguna harus memilih salah satu tombol
pemilihan skala arus. Pada pemilihan skala arus terdapat tiga buah tombol yaitu
tombol skala arus 50 mA, 500 mA, dan 5A. Tombol skala arus dipilih sesuai
dengan besarnya arus maksimal yang masuk ke peralatan yang akan diuji. Ketika
satu tombol dipilih maka dua tombol yang lain akan tidak aktif. Bagian status
Pada pemilihan skala arus PC akan mengirimkan karakter ‘A’ ke
mikrokontroler untuk skala arus 50 mA, karakter ‘B’ untuk skala arus 500 mA,
dan karakter ‘C’ untuk skala arus 5 A. Jika salah satu tombol skala arus ditekan
maka akan menggerakkan relay pada skala arus yang dipilih. Ketika salah satu
tombol skala arus telah dipilih maka petunjuk selanjutnya meminta untuk
menekan pemilihan orde BPF. Pada hyper terminal akan menampilkan karakter
sesuai dengan skala arus yang dipilih.
Gambar 4-7 Pemilihan skala arus
Gambar 4-8 Karakter yang dikirim untuk skala arus 500 mA
4.4 Pemilihan
Orde
BPF
Setelah memilih tombol skala arus selanjutnya pengguna harus memilih
buah tombol yaitu tombol BPF tingkat 1, BPF tingkat 2, dan BPF tingkat 3.
Ketika satu tombol dipilih maka dua tombol lainnya akan tidak aktif. Jika
sebelumnya pengguna belum memilih salah satu skala arus maka tombol
pemilihan orde BPF masih dalam keadaan disabled.
Pada pemilihan orde BPF PC akan mengirimkan karakter ‘D’ ke
mikrokontroler untuk BPF tingkat 1, karakter ‘E’ untuk BPF tingkat 2, dan
karakter ‘F’ untuk BPF tingkat 3. Jika salah satu tombol orde BPF ditekan akan
menggerakkan relay pada orde BPF yang dipilih. Jika salah satu tombol orde BPF
telah dipilih maka pada bagian status akan menampilkan orde BPF yang dipilih,
petunjuk selanjutnya meminta untuk menekan tombol mulai. Pada hyper terminal
akan menampilkan karakter sesuai dengan orde BPF yang dipilih.
Gambar 4-9 Pemilihan Orde BPF
4.5 Operasi
Mulai
Tombol mulai akan enabled jika tombol pemilihan skala arus dan orde
BPF telah dipilih. Saat tombol mulai ditekan maka PC akan mengirim karakter
‘G’ ke mikrokontroler, jika karakter telah diterima mikrokontroler maka
mikrokontroler akan melakukan pengesetan bit untuk peak detector setiap kali
akan mengambil data dari ADC dan akan mengirimkannya ke PC sebanyak 31
data frekuensi pusat.
Gambar 4-11 Karakter yang dikirim untuk mengambil data
Data yang diterima PC akan ditampilkan pada sebuah listbox dan setiap
data akan ditampilkan dalam grafik data yang berbentuk grafik batang. Jika data
yang diterima telah mencapai 31 maka program akan berhenti. Pengguna dapat
menekan tombol berhenti ketika program sedang berjalan dan program akan
berhenti menerima data.
Gambar 4-13 Tampilan form saat tombol berhenti ditekan
Pengamatan pada sistem dilakukan dengan cara menghubungkan port
serial pada PC dengan mikrokontroler sehingga program dapat mengirimkan
instruksi ke mikrokontroler dan program dapat menerima data dari
mikrokontroler.
Pengujian ini dilakukan dengan memberikan data simulasi dari
mikrokontroler berupa data desimal 125 sebanyak 31 buah. Untuk melihat data
yang diterima PC digunakan hyper terminal.
Langkah pertama yang dilakukan ad
