PROPOSAL SKRIPSI
PERANCANGAN POWER SUPPLY DUAL TRACKING
± 0-40V, 10A
Oleh : NAMA MAHASISWA NIM : ANDRY WIJAYA : 1041170023PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI MALANG
2013
No. Judul
Status Diterima / Ditolak *) Revisi Ada / Tidak *)
1.1 Latar Belakang Masalah
Semua peralatan elektronika menggunakan sumber tenaga untuk beroprasi, sumber tenaga bermacam-macam ada yang dari baterai, ACCU, ada juga yang langsung menggunakan tegangan listrik jala-jala PLN, untuk konsumsi tegangan yang berasal dari tegangan listrik untuk alat-alat elektronika tertentu tidal bisa langsung dikonsumsi akan tetapi harus disesuaikan dengan tegangan yang diperlukan oleh peralatan tersebut. Penyesuaian ini dilakukan oleh sebuah alat yang dinamakan Power Supply.
Perkembangan Power Supply dari zaman ke zaman sangat berbeda-beda dalam pembuatannya, tetapi semua sama penggunaannya karena Power Suplly membagi tegangan bagi seluruh komponen lainnya dalam suatu perangkat elektronika. Power Supply fungsinya sebagai pengubah arus dari tegangan AC jadi arus DC.
Power Supply terkadang sangat sulit untuk menentukan arus dalam keadaan beban lebih. Untuk mendukung kemampuan ini, Power Supply harus dilengkapi dengan sensor. Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu bentuk besaran fisik menjadi suatu bentuk besaran listrik sehingga dapat dianalisa menggunakan rangkaina listrik, sensor arus ACS758 ini memungkinkan untuk memonitor arus dalam proyek setiap detik untuk penghematan energi atau sirkuit
Dari hasil yang didapat di perkuliahan, untuk menyelesaikan Skripsi yang selanjutnya diteruskan dengan penulisan Laporan Skripsi yang merupakan suatu syarat untuk menyelesaikan pendidikan D-IV Teknik Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Malang. Jenis alat yang dibuat adalah Power Supply menggunakan Sensor Arus ACS758 yang bertujuan untuk memberikan pengukuran arus yang tepat, sehingga diharapkan dengan adanya Power Supply ini dapat mempermudah dan dapat memonitor proyek setiap detiknya.
Berdasarkan latar belakang tersebut, penulis mengangkat judul “Perancangan Power Suplly Dual Tracking ± 0-18V, 10A“. Diharapkan dengan adanya alat ini membantu mahasiswa dalam menyelesaikan proyek yang telah diberikan oleh dosen perkuliahan di Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Malang.
1.2 Tujuan
Tujuan yang ingin diperoleh melalui skripsi ini adalah:
1. Merancang suatu power supply yang dapat memberikan pengukuran arus yang tepat, yang dihasilkan ACS758 sebagai sensor arusnya.
2. Untuk mengetahui karakteristik dari sensor ACS758 dan menganalisis tegangan keluaran yang diperoleh dari sensor.
1.3 Manfaat Penelitian
Manfaat dari hasil yang diharapkan:
1. Untuk memperoleh hasil yang akurat dari sensor ACS758
2. Dapat memberikan banyak kemudahan seperti pembacaan yang lebih teliti dan mudah dibaca karena tidak ada paralaks .
1. Bagaimana mengetahui karakteristik sensor berupa tegangan keluaran terhadap perubahan beban masukan
2. Bagaimana menanggapi langkah masukan tegangan output arus sebanding dengan AC atau DC.
1.5 Batasan Masalah
Beberapa batasan atau asumsi yang digunakan di dalam penelitian ini antara lain adalah:
1. Tidak membahas tentang perbandingan sensor.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Power Suplly
Power Suplly adalah alat atau sistem yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik atau bentuk energi jenis apapun yang sering digunakan untuk menyalurkan energi listrik. Secara prinsip rangkaian power suplly adalah menurunkan tegangan AC, menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi DC, menstabilkan tegangan DC terdiri atas transformator, dioda, dan kapasitor/condensator.
Tranformator biasanya berbentuk kotak dan terdapat lilitan-lilitan kawat email didalamnya. Tugas dari komponen ini adalah untuk menaikan atau menurunkan tegangan AC sesuai kebutuhan. Ada 2 jenis rangkaian penyearah, yaitu setengah gelombang (half wave) dan gelombang penuh (full wave), arus DC yang keluar dari dioda masih berupa deretan pulsa-pulsa.
Tentu saja arus listrik DC semacam ini tidak cocok atau tidak dapat digunakan oleh perangkat elektronik apapun. Capasitor berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian power suplly, disini sifat dasar capasitor yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan ripple. Dan ini adalah power suplly dual tracking, ini power supply dengan tegangan positif dan negatif, di mana salah satu tegangan trek yang lain. Sebagai contoh: tegangan negatif melacak positif. Jika Anda mengatur positif 18V, negatif akan menjadi -18V. Hal ini memungkinkan daya simetris sangat tepat
2.2 ACS758
Gambar diatas adalah papan breakout untuk sensor arus ACS758 berbasis linear yang terintegrasi dengan hall effect. Sensor ini memberikan pengukuran arus yang tepat untuk sinyal AC dan DC. Ketebalan konduktor tembaga memungkinkan perangkat bertahan pada kondisi arus lebih tinggi. Sensor arus ini memungkinkan Anda untuk memonitor arus dalam proyek Anda setiap detik untuk penghematan energi. Fitur-fitur sensor ini adalah, Output tegangan sebanding dengan arus AC atau DC, Output tegangan offset sangat stabil, 120 kHz typical bandwidth, 3 μs output kenaikan waktu sebagai tanggapan setiap arus input. Sensor arus ACS758 ini dapat bekerja dan dikontrol melalui microcontroller.
Functional Blok Diagram
Pin-Out Diagram
2.3 ATMEGA16
ATmega16 adalah mikrokontroler kinerja tinggi 8-bit Mega keluarga Atmel AVR dengan konsumsi daya yang rendah. Atmega16 didasarkan pada ditingkatkan RISC (Reduced Instruction Set Computing. Sebagian besar instruksi mengeksekusi dalam satu siklus mesin. Atmega16 dapat bekerja pada frekuensi maksimum 16MHz.ATmega16 memiliki 16 KB diprogram memori flash, RAM statis 1 KB dan EEPROM 512 Bytes. Siklus ketahanan flash memory dan EEPROM adalah 10.000 dan 100.000, masing-masing. ATmega16 adalah mikrokontroler 40 pin. Ada 32 I / O (input / output) baris yang dibagi menjadi empat port 8-bit ditunjuk sebagai PORTA, PORTB, PORTC dan PORTD.
ATmega16 memiliki berbagai built-in peripheral seperti USART, ADC, Analog Comparator, SPI, JTAG dll Setiap I / O pin memiliki tugas alternatif terkait dengan built-in peripheral seperti berikut:
Tabel pin ATmega16 Pin
No. Pin name Description Alternate Function
1 (XCK/T0) PB0 I/O PORTB, Pin 0
T0: Timer0 External Counter Input. XCK : USART External Clock I/O 2 (T1) PB1 I/O PORTB, Pin 1 T1:Timer1 External Counter Input 3 (INT2/AIN0)
PB2
I/O PORTB, Pin 2 AIN0: Analog Comparator Positive I/P INT2: External Interrupt 2 Input
4
(OC0/AIN1)
PB3 I/O PORTB, Pin 3
AIN1: Analog Comparator Negative I/P
OC0 : Timer0 Output Compare Match Output
5 (SS) PB4 I/O PORTB, Pin 4
In System Programmer (ISP) Serial Peripheral Interface (SPI) 6 (MOSI) PB5 I/O PORTB, Pin 5
7 (MISO) PB6 I/O PORTB, Pin 6 8 (SCK) PB7 I/O PORTB, Pin 7 9 RESET Reset Pin, Active
Low Reset 10 Vcc Vcc = +5V 11 GND GROUND
12 XTAL2 Output to Inverting Oscillator Amplifier 13 XTAL1 Input to Inverting Oscillator Amplifier
14 (RXD) PD0 I/O PORTD, Pin 0 USART Serial Communication Interface
15 (TXD) PD1 I/O PORTD, Pin 1
16 (INT0) PD2 I/O PORTD, Pin 2 External Interrupt INT0 17 (INT1) PD3 I/O PORTD, Pin 3 External Interrupt INT1 18 (OC1B) PD4 I/O PORTD, Pin 4
PWM Channel Outputs 19 (OC1A) PD5 I/O PORTD, Pin 5
20 (ICP) PD6 I/O PORTD, Pin 6 Timer/Counter1 Input Capture Pin 21 PD7 (OC2) I/O PORTD, Pin 7
Timer/Counter2 Output Compare Match Output
22 PC0 (SCL) I/O PORTC, Pin 0
TWI Interface 23 PC1 (SDA) I/O PORTC, Pin 1
24 PC2 (TCK) I/O PORTC, Pin 2
JTAG Interface 25 PC3 (TMS) I/O PORTC, Pin 3
26 PC4 (TDO) I/O PORTC, Pin 4 27 PC5 (TDI) I/O PORTC, Pin 5
28 PC6 (TOSC1) I/O PORTC, Pin 6 Timer Oscillator Pin 1 29 PC7 (TOSC2) I/O PORTC, Pin 7 Timer Oscillator Pin 2 30 Avcc Voltage Supply = Vcc for ADC
31 GND GROUND
32 AREF Analog Reference Pin for ADC 33 PA7 (ADC7) I/O PORTA, Pin 7 ADC Channel 7 34 PA6 (ADC6) I/O PORTA, Pin 6 ADC Channel 6
38 PA2 (ADC2) I/O PORTA, Pin 2 ADC Channel 2 39 PA1 (ADC1) I/O PORTA, Pin 1 ADC Channel 1 40 PA0 (ADC0) I/O PORTA, Pin 0 ADC Channel 0
Blok Diagram ATmega 16
AVR inti menggabungkan instruksi yang ditetapkan dengan 32 register secara langsung terhubung ke Arithmetic Logic Unit ( ALU ) , yang memungkinkan dua independen register dapat diakses dalam satu instruksi tunggal dieksekusi dalam satu siklus clock . Hasil dari paket tersebut arsitektur lebih kode efisien sementara
mencapai throughputs hingga sepuluh kali lebih cepat dibandingkan konvensional Mikrokontroler CISC .
2.4 LCD 16 X 2
Liquid Crystal Display adalah Suatu alat yang digunakan untuk tampilan display. Yang mana display yang ditampilkan LCD adalah data yang dikirimkan oleh mikrokontroler. LCD ini mempunyai konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakternya dibentuk oleh 8 baris pixel ( 1 baris pixel terakhir adalah kursor ), dan 5 kolom pixel.
Modul LCD Character dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroller seperti AT89S51. LCD yang kita praktikumkan ini mempunyai lebar display 2 baris 16 kolom atau biasa disebut sebagai LCD Character 2x16, dengan 16 pin konektor, yang didifinisikan pada tabel 2.2. ( www.mytutorialcafe.com )
Gambar Modul LCD Karakter 2x16
Tabel Pin dan Fungsi LCD
PIN Name Function 1 VSS Ground voltage
2 VCC +5V
3 VEE Contrast volatage
1 = read mode 6 E Enable
0 = start to lacht data to LCD character 1 = disable 7 DB0 LSB 8 DB1 -9 DB2 -10 DB3 -11 DB4 -12 DB5 -13 DB6 -14 DB7 MSB
15 BPL Back Plane Light 16 GND Ground voltage
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW : Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu untuk sejumlah waktu tertentu (sesuai dengan datasheet dari LCD tersebut) dan berikunya set EN ke logika low “0” lagi. Jalur RS adalah jalur Register Select. Ketika RS berlogika low “0”, data akan dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti clear screen, posisi kursor dll). Ketika RS berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Sebagai contoh, untuk menampilkan huruf “T” pada layar LCD maka RS harus diset logika high “1”.
Jalur RW adalah jalur kontrol Read/Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high “1”, maka program melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low “0”.
Pada akhirnya, bus data terdiri dari 4 atau 8 jalur ( bergantung pada mode operasi yang dipilih oleh user). Pada kasus bus data 8 bit, jalur diacukan sebagai DB0 s/d DB7. Beberapa perintah dasar yang harus dipahami adalah inisialisasi LCD Character.
BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
Skripsi ini direncanakan selesai dalam kurun waktu 1 semester yang dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :
3.1 Kerangka Konsep Penelitian
Untuk mendapatkan kerangka konsep penelitian, maka akan dilakukan percobaan pengukuran terhadap arus lebih, kemudian saat terjadi kelebihan arus maka sensor ACS758 akan mendeteksi akan terjadinya arus lebih, biasanya kelebihan arus terjadi karena beban yang diatas normal entah bearing yg rusak atau kelebihan beban. Bisa juga akibat dari lilitan yang hubung singkat dan inti dari rotor/statornya yg sudah rusak. OC bisa di disensor pakai ACS758 (Hall Sensor).
Sensor arus ACS758 akan menstabilkan kelebihan arus yang terjadi pada power supply. Saat sensor arus mendeteksi adanya kelebihan arus maka LCD akan menampilkan datanya. Pengontrolan sensor arus ACS758 dan LCD dilakukan dengan menggunakan Microcontroler IC ATMEGA16.
3.2 Variable Penelitian
Mekanisme dari sensor arus ACS758 bekerja dengan ketepatanmemberikan pengukuran arus yang tepat untuk kedua AC dan DC ketebalan signals. Konduktor tembaga memungkinkan kelangsungan hidup perangkat pada kondisi arus lebih tinggi. Power Suply Dual
Tracking
Percobaan dengan kelebihan arus
Display arus
Arus akan kembali stabil Dengan adanya sensor arus ACS758
Dapat menampilkan saat kelebihan arus melalui
LCD Microcontroller ATMEGA16 menampilkan data untuk
LCD dan mengontrol sensornya
3.3 Perencanaan Alat
Dalam menetukan alat yang akan digunakan dipertimbangkanlah hal-hal berikut ini sebagai penunjang perencanaan alat.
Perancangan ini bertujuan untuk mengetahui dan memonitori arus yang ada di setiap proyek. Oleh karena itu digunakanlah sensor arus ACS758 sebagai sensor arus dan mengolah keluaran yang dihasilkan oleh perangkat elektronika. selain itu digunakan ATMEGA16 sebagai minimum system otak dari alat ini, yang berfungsi untuk mengontrol hasil keluaran dari sebuah perangkat eletronika dari pembacaan ASC758 dan menampilkannya ke LCD. Berikut ini adalah spesifikasi alat yang akan digunakan :
ACS758
• Tegangan oprasi (analog): 3.3-5v
• Puncak pengukuran tegangan: 3000V (AC) / 500V (DC)
• Pengukuran jarak arus: -50 ~ 50A
• Sensitivitas: 40 mV / A
3.4 Diagram Alir Pembuatan Alat
3.5 Spesifikasi Alat
Power Supply Dual Tracking
Perancanga power supply dual tracking
Pemasangan sensor arus ACS758 Pembuatan minimum system dengan IC ATMEGA16 Kapasitor berfungsi untuk memfilter/ memperhalus tegangan Pembuatan program pada microcontroller IC ATMEGA16
• Daya 420W
• AC Input: 110 to 240 volts +/-10% 50/60Hz
• Operating Range: +5oC to +40oC, 20% to 80% RH
• Storage Range: -40oC to + 70oC
ACS758
• Tegangan operasi (analog): 3.3-5v
• Puncak pengukuran tegangan: 3000V (AC) / 500V (DC)
• Pengukuran jarak arus: -50 ~ 50A
• Sensitivitas: 40 mV / A
BAB 4
LAMPIRAN http://rixspider.blogspot.com/2013/03/laporan-power-supply.html http://elektronikadasar.info/fungsi-power-supply.html http://hgenius-electrical-eng.blogspot.com/2011/03/sensor-arus.html http://jokiandi36.blogspot.com/2011/11/karakteristik-kerja-sensor-arus-acs-712.html http://baskarapunya.blogspot.com/2012/09/dasar-teori-atmega16.html http://elektronika.web.id/elkav2/index.php?topic=732.0
