INVERTER 500 VA TUGAS AKHIR JAGAT PRIBADI

(1)

INVERTER 500 VA

TUGAS AKHIR

Oleh :

JAGAT PRIBADI

3211001029

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Program Diploma III

Program Studi Teknik Elektronika

Politeknik Negeri Batam

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

POLITEKNIK NEGERI BATAM

(2)

LEMBAR PENGESAHAN

INVERTER 500 VA

TUGAS AKHIR

Diajukan Guna Memenuhi Sebagian Persyaratan Memperoleh Gelar Ahli Madya

Pada

Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Batam

Batam, 12 Juli 2013 Mengetahui / Menyetujui :

Dosen Pembimbing II Dosen Pembimbing I

(3)

ABSTRAK

Penggunaan listrik pada jaman sekarang sangat penting. Namun sumber listrik ini sering terjadi pemadaman. Untuk mengantisipasi terjadinya pemadaman listrik secara tiba -tiba, dibutuhkan suatu sumber energi cadangan seperti UPS (Uninterruptible Power

Supply). Di dalam UPS terdapat inverter sebagai salah satu bagian dari UPS yang

berfungsi untuk merubah tegangan DC menjadi AC.

Dalam tugas akhir ini dirancang sebuah alat inverter yang berfungsi untuk merubah tegangan DC menjadi AC. Pada pembuatan alat ini, inverter menggunakan input dari

battry sebagai sumber awal. Untuk sistem pada dalaman inverter menggunakan IC4047

yang berfungsi sebagai pengatur frekuensi. Selain itu pada inverter juga menggunakan transistor A733 sebagai saklar on/off. Sistem switching yang digunakan adalah menggunakan relay, kemudian output inverter dikuatkan lagi menggunakan trafo step-up.

Hasil data yang didapat pada inverter ini menggunakan alat ukur multimeter dan

osciloscop. Dari hasil yang diperoleh keluaran inverter adalah 250 volt Ac dengan

frekuensi 50 Hz. Namun dari data yang dihasilkan bahwa, inverter ini tidak dapat bekerja hingga daya 500 Va yang diinginkan. Kemampuan dari inverter ini hanya dapat menyediakan daya sebesar 40 Watt. Kemudian sistem switching relay ketika pergantian dari PLN atau sebaliknya berhasil tanpa ada jeda waktu kurang lebih satu detik.

(4)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan kesempatan, kesehatan, kemampuan, kelapangan hati, pikiran, serta rahmat dan hidayahNya sehingga kami dapat menyelesaikan proyek akhir serta penulisan buku tugas akhir dengan judul “Inverter 500

VA” dengan baik dan lancar. Tugas akhir ini kami susun sebagai syarat kelulusan program Diploma III Politeknik Negeri Batam.

Selama pengerjaan baik proyek akhir II maupun tugas akhir ini, kami menyadari banyak kekurangan dan hasilnya masih belum sempurna. Oleh karena itu, saran dan kritik dari berbagai pihak kami harapkan dapat membantu untuk pengembangan sistem yang lebih baik lagi. Kami juga menyampaikan terima kasih kepada nama-nama berikut yang telah banyak membantu baik secara moral, bantuan tenaga, ilmu serta berbagi semangat sehingga kami dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

1. Kedua orang tua kami yang tak lepas mendoakan, merestui, membantu secara moral dan materil, memberikan berbagai pelajaran yang tak kami dapatkan di kampus, serta penyemangat terbaik yang karena jasa merekalah kami bertekad keras untuk bisa wisuda tepat waktu dengan hasil terbaik yang kami mampu. 2. Bapak Dr. Priyono Eko Sanyoto selaku Direktur Politeknik Negeri Batam. 3. Bapak Heru Wijarnako, S.T selaku Ketua Program Studi Teknik Elektronika

yang selalu memberikan motivasi dan dorongan agar kami selalu semangat. 4. Bapak Sumantri, M.T selaku Ketua Jurusan Studi Teknik Elektronika yang

selalu memberikan motivasi dan dorongan agar kami selalu semangat.

5. Bapak Susanto, S.T sebagai dosen wali kami yang telah menjadi orang tua kami selama kami menjalani pendidikan.

6. Bapak Fauzun Atabiq, S.T dan Didik Istardi, Msc sebagai dosen pembimbing atas segala bantuan dan kesabaran dalam memberikan bimbingan, arahan, dan masukan-masukan bagi kami disetiap kesempatan dan telah menjadi orang tua kami selama mengerjakan tugas akhir ini.

7. Semua dosen dan instruktur Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu selama kami belajar di Politeknik Negeri Batam serta fasilitas, saran, kritikan yang membantu pengerjaan tugas ini dan Bu Fanny selaku pengurus TPS yang memperlancar administrasi pengurusan proyek kami.

8. Teman-teman seperjuangan seangkatan 2010 semangat untuk dapat meraih kelulusan 100% dari jumlah mahasiswa yang tersisa kini.

(5)

Adalah suatu berkah yang tiada kiranya karena akhirnya perjalanan di kampus Politeknik Negeri Batam membuahkan hasil yang memuaskan. Semoga keberhasilan kami juga dapat diraih oleh teman-teman angkatan 2011 dan seterusnya.

Batam, 12 Juli 2013

(6)

DAFTAR ISI

LEMBARAN PENGESAHAAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAR... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR GAMBAR ... ix

DAFTAR TABEL ... xi

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Tujuan dan Manfaat ... 1

1.3 Rumusan Masalah... 1

1.4 Batasan Masalahan ... 2

1.5 Metodelogi ... 2

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II DASAR TEORI ... 4

2.1 UPS (Uninteruptibble Power Supply) ... 4

2.2 Inverter ... 4

2.3 Jenis–Jenis Inverter Berdasarkan Bentuk Gelombang dan Jumlah Fase Keluaran... 4

2.3.1. Inverter setengah gelombang ... 4

2.3.2. Inverter gelombang penuh... 5

2.4 Multivibrator... 6

2.5 Transformator ... 7

2.5.1. Prinsip Kerja Transformator... 8

(7)

2.7.2 Perhitungan Baterai ... 12

2.7.3 Prinsip Kerja Batetai... 13

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN INVERTER 500 VA ... 15

3.1 Perancangan... 15

3.1.1 Perancangan Rangkaian... 16

3.1.2 Perancangan Rangkaian Regulator Penurun Tegangan ... 18

3.1.3 Perancangan Switching Relay ... 18

3.1.4 Perancangan Kotak Box Inverter ... 19

3.1.5 Perancangan Kotak UPS... 22

3.2 Pembuatan ... 23

3.2.1 Pembuatan Rangkaian Inverter ... 23

3.2.2 Pembuatan Rangkaian Regulator Penurun Tegangan ... 24

3.2.3 Pembuatan Switching Relay... 25

3.2.4 Pembuatan Kotak Box Inverter ... 25

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA DATA ... 27

4.1 Pengujian Alat ... 27

4.1.1 Pengujian Regulator Penurun Tegangan ... 27

4.1.2 Pengujian Inverter ... 28

4.1.3 Pengujian Switching Relay... 35

4.2 Analisa ... 36

4.1.2 Rangkaian Regulator Penurun Tegangan ... 36

4.2.2 Pengujian Switching Relay... 36

4.3.2 Rangkaian Inverter ... 36

4.4.2 Efesiensi Daya ... 37

KESIMPULAN DAN SARAN ... 38

5.1 Kesimpulan... 38

5.2 Saran ... 38

(8)

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

3.1 Daftar dan Jumlah Komponen Rangkaian Inverter 26 3.2 Daftar dan Jumlah Komponen rangkaian Regulator Penurun Tegangan 26

4.1 Pengukuran pada regulator 27

4.2 Pengukuran keluaran inverter Sebelum Trafo

Tanpa Beban ( Sisi Primer ) 29

4.3 Pengukuran Arus dan tegangan Keluaran Inverter Sebelum Trafo

Dengan Beban ( Sisi Primer ) 29

4.4 Pengukuran Keluaran Inverter Sesudah Trafo ( sisi Skunder ) 30

4.5 Pengukuran Kaki IC 10 dan 11 31

4.6 Pengukuran Tegangan dan Arus Pada Masukan Baterai Ketika Berbeban 31 4.7 Pengukuran Tegangan dan Arus Pada Keluaran

Regulator Ketika Berbeban 31

4.8 Pengukuran inverter buatan sendiri 32

4.9 Pengukuran inverter beli 33

4.10 Perhitungan Daya Antara Baterai Dengan Regulator 34 4.11 Perhitungan Daya Antara Regulator Dengan Inverter 34 4.12 Perhitungan Daya Antara Inverter Dengan Trafo ( Sisi Primer ) 34 4.13 Perhitungan Daya Antara Trafo ( Sisi Skunder ) Dengan Beban 34

(9)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1 (a) Rangkaian Inverter Setengah Gelombang,

(b) Bentuk Gelombang dari Inverter Setengah Gelombang 5 2.2 (a) Rangkaian Inverter Gelombang Penuh,

(b) Bentuk Gelombang dari Inverter Gelombang Penuh 5

2.3 Bagian-Bagian Transformator 7

2.4 Contoh Transformator 8

2.5 Lambang Transformator 8

2.6 Skema relay elektromekanik 9

2.7 Rangkaian dan simbol logika relay 10

2.8 Proses pengosongan dan pengisian 13

2.9 Arah aliran elektron dan arus listrik pada baterai 14 3.1 Diagram blok sistem kerja alat inverter 500 VA 15

3.2 Rangkaian Inverter 16

3.3 Rangkaian Pengatur Freqwensi pada inverter pada IC 4047 17

3.4 Rangkaian Regulator Penurun Tegangan 18

3.5 Rangkaian Switching Relay 19

3.6 Box Inverter tampak Depan 20

3.7 Box Inverter Tampak Atas 21

3.8 Box Inverter Tampak Dalam 21

3.9 Tampak Keseluruhan 22

3.10 Tampak Samping Kanan 23

3.11 Tampak Samping Kiri 23

3.12 Layout Rangkaian Inverter 23

3.13 Hardware Inverter 24

3.14 Layout Rangkaian Regulator Penurun Tegangan 24 3.15 Hardware Rangkaian Regulator Penurun Tegangan 24 3.16 Hardware Switching Relay 25

3.17 Box Inverter Tampak Depan 25

(10)

3.19 Box Inverter Tampak Atas 25

4.1 Rangkaian Regulator Penurun Tegangan 27

4.2 Frekuensi inverter 28

4.3 Pengukuran Keluaran Inverter Sebelum Trafo ( Sisi Primer ) 28 4.4 Pengukuran Arus dan Tegangan Inverter

Sebelum Trafo Dengan Beban 29

4.5 Pengukuran Keluaran Inverter Sesudah

Trafo Tanpa Beban ( Sisi Skunder ) 30

4.6 Pengukluran Pada Kaki IC 10 dan 11 30

4.7 Frekuensi Switching 31

4.8 Pengukuran Tegangan dan Arus Keluaran Inverter Ketika Berbeban 32

4.9 Grafik Perbandingan inverter Beli dan Buat 33

(11)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Untuk mengantisipasi terjadinya pemadaman listrik secara tiba - tiba, dibutuhkan suatu sumber energi cadangan seperti UPS (Uninterruptible Power Supply). UPS mampu mensupplai peralatan elektronika ketika ada gangguan pemadaman energi listrik. Di dalam UPS terdapat inverter sebagai salah satu bagian dari UPS yang berfungsi untuk merubah tegangan DC menjadi AC.

Pada saat ini sudah banyak UPS yang ada di pasaran dengan spesifikasi dan kelebihan yang dibutuhkan. Salah satunya dengan daya yang dihasilkan berbagai macam, pada dasarnya UPS memiliki masukan dan keluaran yang sama yakni tegangan 120 Volt / 230 Volt. Kelebihan - kelebihan yang ada saat ini pada UPS seperti Lampu indikator baterai, Alarm on battery, Kabel USB, dan Surge Protection. Dan kekurangan dari UPS saat ini adalah sedikitnya UPS yang memiliki beban 500 Va, serta mahalnya UPS yang tersedia ditoko maupun penjualan perangkat elektronika.

1.2 Tujuan dan Manfaat

Tujuannya membuat inverter 500 va pada UPS.

Manfaat dibuatnya alat ini adalah terjaganya proses kerja alat-alat elektronika pada perkantoran maupun pekerjaan yang menggunakan prangkat elektronika untuk sementara dan memperpanjang usia peralatan elektronika.

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan pentingnya alat UPS System yang telah diuraikan pada latar belakang, maka perumusan masalah pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :  Bagaimana merancang sebuah inverter dengan kapasitas daya 500 VA ?  Jenis inverter apa yang digunakan ?

(12)

1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dari tugas akhir ini adalah :

1. Suplai yang digunakan adalah tegangan AC 1 fasa 220V/50Hz.

2. Alat ini digunakan pada tegangan masukan 24 Volt DC dan menghasilkan tegangan keluaran 220 Volt AC.

1.5 Metodelogi

Dalam pengerjaan tugas akhir ini diperlukan suatu metode untuk mendapatkan hasil pengerjaan proyek yang maksimal. Adapun metodologi Tugas Akhir yang ditempuh adalah sebagai berikut :

1. Studi Literatur

Mempelajari dasar-dasar UPS dan Inverter beserta cara kerja alat tersebut. Memahami prinsip kerja dan jenis-jenis komponen serta bagaimana cara kerja

inverter dalam suatu UPS dari literature-literatur dan pencarian dari internet

yang berkaitan dengan proyek akhir. 2. Perancangan dan Pembuatan Hardware

Pembuatan dan perancangan inverter pada sistem UPS. Melakukan perancangan yaitu bagaimana model inverter, yang meliputi perancangan

layout dari rangkaian inverter. Dan hardware yaitu berupa tempat untk

meletakkan inverter. 3. Pengukuran dan Analisa

Menguji alat sesuai yang dirancang dengan penguji. Apakah alat yang telah dibuat ini berhasil sesuai dengan prinsip kerjanya atau tidak.

4. Penyusunan Buku Laporan Tugas Akhir

Membuat laporan buku tugas akhir dari alat yang sudah dikerjakan. Adapun laporan tugas akhir ini meliputi dari Bab I. Pendahuluan, Bab II. Dasar Teori, Bab. III Perancangan sistem, Bab IV. Pengujian dan Analisa Sistem dan Bab V. Penutup.

(13)

1.6 Sistematika Penulisan

Agar lebih mudah memahami isi keseluruhan dari tugas akhir ini, maka penyusunan buku laporan tugas akhir ini terdiri dari beberapa bab dengan sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB 1 PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan dan manfaaat, rumusan masalah, batasan masalah, serta metodologi dan seistematika penulisan tugas akhir.

BAB 2 DASAR TEORI

Pada bab ini berisi tentang teori yang menunjang penyelesaian masalah dalam tugas akhir ini. Dasar-dasar teori yang diberikan meliputi : pengenalan inverter, Konfigurasi sistem inverter, Pengenalan dan prinsip kerja trafo, pengenalan dan prinsip kerja rellay dan lain–lain.

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

Membahas tahap-tahap perencanaan dan pembuatan perangkat keras, perencanaan dan pembuatan perangkat elektronik.

BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA DATA

Bab ini berisi tentang pengujian inverter 500 Va , lokasi tempat pengujian, waktu pengujian serta metode pengujian dan peralatan yang diperlukan dalam pengujian. Selain itu pada bab ini juga di sajikan data-data hasil berikut dengan analisa.

BAB 5 PENUTUP

Berisi tentang kesimpulan yang di peroleh dari analisa tugas akhir inverter 500 Va serta saran-saran yang memungkinkan untuk pengembangan tugas akhir ini.

(14)

BAB II

DASAR TEORI

2.1 UPS (Uninteruptibble Power Supply)

UPS adalah peralatan listrik yang berfungsi untuk memberi daya sementara ketika daya utama (PLN) padam, daya sementara ini bersumber dari daya DC yang disimpan pada baterai charger. UPS pada umumnya dihubungkan dengan beban-beban kritikal load sehingga ketika suplai daya dari PLN terganggu beban-beban kritikal load ini tetap mendapat pasokan daya dari UPS, UPS juga menghasilkan keluaran tegangan berkualitas karena dapat mengurangi noise tegangan, distorsi tegangan, sag tegangan dan swell tegangan. UPS umumnya dilengkapi dengan peralatan komunukasi dengan komputer. Bagian-bagian utama UPS yaitu rectifier (charger), inverter, transfer switch.

2.2 Inverter

Inverter adalah perangkat elektronika yang dipergunakan untuk mengubah

tegangan DC (Direct Current) menjadi tegangan AC (Alternating Curent). Keluaran suatu

inverter dapat berupa tegangan AC dengan bentuk gelombang sinus (sine wave),

gelombang kotak (square wave) dan sinus modifikasi (sine wave modified). Sumber tegangan masukan inverter dapat menggunakan battery, tenaga surya, atau sumber tegangan DC yang lain. Inverter dalam proses mengubah tegangn DC menjadi tegangan AC membutuhkan multivibrator.

2.3 Jenis–Jenis Inverter Berdasarkan Bentuk Gelombang dan Jumlah Fase Keluaran 2.3.1 Inverter setengah gelombang

Prinsip kerja dari inverter setengah gelombang dapat dijelaskan dengan gambar 2.1(a) Ketika transistor Q1 yang hidup untuk waktu T0/2, tegangan pada beban V0 sebesar Vs/2. Jika transistor Q2 hanya hidup untuk T0/2, Vs/2 akan melewati beban. Q1 dan Q2 dirancang untuk bekerja saling bergantian. Pada gambar 2.1(b) menunjukkan bentuk gelombang untuk tegangan keluaran dan arus transistor dengan beban resistif.

(15)

Gambar 2.1 (a) Rangkaian Inverter Setengah Gelombang, (b) Bentuk Gelombang dari Inverter Setengah Gelombang.

2.3.2 Inverter gelombang penuh

Inverter gelombang penuh ditunjukkan pada gambar 2.2(a). Ketika transistor Q1

dan Q2 bekerja (ON), tegangan Vs akan mengalir ke beban tetapi Q3 dan Q4 tidak bekerja (OFF). Selanjutnya, transistor Q3 dan Q4 bekerja (ON) sedangkan Q1 dan Q2 tidak bekerja (OFF), maka pada beban akan timbul tegangan –Vs. Bentuk gelombang ditunjukkan pada gambar 2.2(b).

Gambar 2.2 (a) Rangkaian Inverter Gelombang Penuh (b) Bentuk Gelombang dari Inverter Gelombang Penuh

(16)

Berdasarkan jumlah fasa keluaran :

 Inverter 1 fasa, yaitu inverter dengan keluaran 1 fasa.  Inverter 2 fasa, yaitu inverter dengan keluaran 3 fasa.

Berdasarkan cara pengaturan tegangan

 Voltage Fed Inverter (VFI) yaitu inverter dengan tegangan masukan yang

diatur konstan

 Current Fed Inverter (CFI) yaitu inverter dengan arus masukan yang diatur

konstan

 Variable dc linked inverter yaitu inverter dengan tegangan masukan yang

dapat diatur

Berdasarkan bentuk gelombang keluaran-nya :

 Sine wave inverter, yaitu inverter yang memiliki tegangan keluaran dengan

bentuk gelombang sinus murni. Inverter jenis ini dapay memberikan supply tegangan ke beban (Induktor) atau motor listrik dengan efisiensi daya yang baik.

 Sine wave modified inverter, yaitu inverter dengan tegangan keluaran

berbentuk gelombang kotak yang dimodifikasi sehingga menyerupai gelombang sinus. Inverter jenis ini memiliki efisiensi daya yang rendah apabila digunakan untuk mensupplay beban induktor atau motor listrik.

 Square wave inverter,yaitu inverter dengan keluaran berbentuk gelombang

kotak, inverter jenis ini tidak dapat digunakan untuk mensupply tegangan ke beban induktif atau motor listrik

2.4 Multivibrator

(17)

 Flip-flop adalah nama lain dari multivibrator bistabil, yakni multivibrator yang keluarannya adalah suatu tegangan rendah atau tinggi (0 atau 1). Keluaran ini tetap rendah atau tinggi, untuk mengubah rangkaian yang bersangkutan harus didrive oleh suatu masukan yang disebut pemicu (trigger). Sampai datangnya pemicu, tegangan keluaran tetap rendah atau tinggi untuk waktu selang terbatas.

 Multivibrator monostabil akan mengalami stabil pada salah satu keadaan namun

tidak stabil pada keadaan yang lainnya. Bila dipicu rangkaian berpindah dari keadaan stabil ke keadaan tidak stabil. Rangkain ini menetap pada keadaan tak stabil ini selama sesaat dan selanjutnya kembali keadaan semula.

 Multivibrator astabil mempunyai dua keadaan, namun tidak stabil pada salah satu

keadaan diantaranya dengan perkataan lain. Multivibrator akan berada pada salah satu keadaanya selama sesaat dan kemudian berpindah ke keadaan yang lain. Disini

Multivibrator tetap untuk sesaat sebelum kembali ke keadaan semula, perpindahan

pulang pergi berkesinambungan ini menghasilkan suatu gelombang segiempat dengan waktu bangkit yang sangat cepat. Karena tidak dibutuhkan sinyal masukan untuk memperoleh suatu keluaran.

2.5 Transformator

Transformator atau Trafo adalah alat yang digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan bolak-balik (AC). Transformator terdiri dari 3 komponen pokok yaitu: kumparan pertama (primer) yang bertindak sebagai masukan, kumparan kedua (sekunder) yang bertindak sebagai keluaran, dan inti besi yang berfungsi untuk memperkuat medan magnet yang dihasilkan.

(18)

Gambar 2.4 Contoh Transformator Gambar 2.5 Lambang Transformator

2.5.1 Prinsip Kerja Transformator

Pada skema transformator di bawah, ketika arus listrik dari sumber tegangan yang mengalir pada kumparan primer berbbalik arah (berubah polaritasnya) medan magnet yang dihasilkan akan berubah arah sehingga arus listrik yang dihasilkan pada kumparan sekunder akan berubah polaritasnya

Pada dasarnya transformator terdiri dari dua kumparan yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder. Dimana tegangan pada pada kumparan primer akan ditransformasikan (diubah) pada kumparan sekunder, yang besarnya tergantung dari masing-masing jumlah lilitan pada kedua kumparan tersebut. Bila pada kumparan primer terdapat N1 lilitan yang diberi sumber tegangan V1 dan pada kumparan sekunder terdapat N2 lilitan maka pada kumparan sekunder terdapat tegangan sebesar :

1 =

2

……….(2.1)

Dengan :

V2 : tegangan sekunder (V) V1 : tegangan primer (V) N2 : jumlah lilitan sekunder N1 : jumlah lilitan primer

Di dalam transformator terjadi dua prinsip yaitu pada kumparan primer terjadi hukum Oersted dan pada kumparan sekunder terjadi hukum Faraday, bunyi dari kedua

(19)

fungsi waktu akan menghasilkan tegangan induksi yang kemudian menghasilkan arus listrik induksi.

2.6 Relay

Dalam dunia elektronika, relay dikenal sebagai komponen yang dapat mengimplementasikan logika switching. Sebelum tahun 70an, relaymerupakan “otak” dari rangkaian pengendali. Baru setelah itu muncul PLC yang mulai menggantikan posisi relay.

Relay yang paling sederhana ialah relay elektromekanis yang memberikan pergerakan

mekanis saat mendapatkan energi listrik. Secara sederhana relay elektromekanis ini didefinisikan sebagai berikut :

 Alat yang menggunakan gaya elektromagnetik untuk menutup (atau membuka) kontak saklar.



Saklar yang digerakkan (secara mekanis) oleh daya/energi listrik. Secara umum, relay digunakan untuk memenuhi fungsi–fungsi berikut :

 Remote control : dapat menyalakan atau mematikan alat dari jarak jauh

 Penguatan daya : menguatkan arus atau tegangan. Contoh : starting relay pada mesin mobil.



Pengatur logika kontrol suatu sistem 2.6.1 Prinsip Kerja dan Simbol

Relay terdiri dari coil dan contact. Perhatikan gambar 2.6, coil adalah gulungan

kawat yang mendapat arus listrik, sedang contact adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. Contact ada 2 jenis : Normally Open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan Normally Closed (kondisi awal sebelum diaktifkan close).

(20)

Secara sederhana berikut ini prinsip kerja dari relay : ketika Coil mendapat energy listrik (energized), akan timbul gaya elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan contact akan menutup.

Selain berfungsi sebagai komponen elektronik, relay juga mempunyai fungsi sebagai pengendali sistem. Sehingga relay mempunyai 2 macam simbol yang digunakan pada :

 Rangkaian listrik (hardware)  Program (software)

Berikut ini simbol yang digunakan :

Gambar 2.7 Rangkaian dan simbol logika relay

2.6.2 Jenis–jenis Relay

Seperti saklar, relay juga dibedakan berdasar pole dan throw yang dimilikinya. Berikut definisi pole dan throw:

 Pole : banyaknya contact yang dimiliki oleh relay

 Throw : banyaknya kondisi (state) yang mungkin dimiliki contact

Berikut ini penggolongan relay berdasar jumlah pole dan throw :  SPST (Single Pole Single Throw)

 DPST (Double Pole Single Throw)  SPDT (Single Pole Double Throw)  DPDT (Double Pole Double Throw)  3PDT (Three Pole Double Throw)  4PDT (Four Pole Double Throw)

(21)

1 Single Pole Single Throw (SPST)

relay ini memiliki 4 terminal yaitu 2 terminal untuk masukan kumaparan elektromagnet dan 2 terminal saklar. Relay ini hanya memiliki posisi NO (Normally Open) saja.

2 Single Pole Double Throw (SPDT)

relay ini memiliki 5 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk masukan kumparan elektromagnetik dan 3 terminal saklar. relay jenis ini memiliki 2 kondisi NO dan NC.

3 Double Pole Single Throw (DPST)

relay jenis ini memiliki 6 terminal yaitu terdiri dari 2 terminal untuk masukan kumparan elektromagnetik dan 4 terminal saklar untuk 2 saklar yang masing-masing saklar hanya memilki kondisi NO saja.

4 Double Pole Double Throw (DPDT)

relay jenis ini memiliki 8 terminal yang terdiri dari 2 terminal untuk kumparan elektromagnetik dan 6 terminal untuk 2 saklar dengan 2 kondisi NC dan NO untuk masing-masing saklarnya.

2.7 Baterai

Baterai (accu, aki) adalah sebuah alat yang dapat menyimpan energi (umumnya energi listrik) dalam bentuk energi kimia. Dalam UPS aki berfungsi sebagai sumber tegangan saat terjadi kegagalan listrik dari PLN (PLN Padam). Di dalam standar internasional setiap satu cell akumulator memiliki tegangan sebesar 2 volt. Sehingga aki 12 volt, memiliki 6 cell sedangkan aki 24 volt memiliki 12 cell.

Baterai temasuk sel sekunder, karena selain menghasilkan arus listrik, baterai juga dapat diisi arus listrik kembali. Secara sederhana baterai merupakan sel yang terdiri dari negatif Pb sebagai anode dan PbO2 sebagai katode dengan elektrolit H2SO4.

Baterai secara umum di kategorikan dalam 2 jenis, yakni baterai basah dan kering. baterai basah, media penyimpan arus listrik ini merupakan jenis paling umum digunakan. baterai jenis ini masih perlu diberi air aki yang dikenal dengan sebutan accu zuur.

Batearai kering, baterai jenis ini tidak memakai cairan, mirip seperti batere telpon selular. baterai ini tahan terhadap getaran dan suhu rcndah. baterai jenis ini sama sekali tidak butuh perawatan, tetapi rentan - terhadap pengisian berlebih dan pemakaian arus

(22)

2.7.1 Jenis–Jenis Baterai

baterai secara umum di kategorikan dalam 2 jenis, yakni baterai basah dan kering. Baterai basah, media penyimpan arus listrik ini merupakan jenis paling umum digunakan. baterai jenis ini masih perlu diberi air aki yang dikenal dengan sebutan accu zuur.

Baterai Kering, baterai jenis ini tidak memakai cairan, mirip seperti baterai telepon selular. baterai ini tahan terhadap getaran dan suhu rendah. baterai jenis ini sama sekali tidak butuh perawatan, tetapi rentan terhadap pengisian berlebih dan pemakaian arus yang sampai habis, karena bisa merusak sel-sel penyimpanan arusnya.

2.7.2 Perhitungan Baterai

Sebuah baterai dengan kapasitas 1 amp-hour seharusnya mampu menyuplai arus secara kontinu sebesar 1 A selama 1 jam, atau 2 A selama ½ jam, atau 1/3selama 3 jam, dan seterusnya hingga benar-benar isinya habis. Pada sebuah baterai yang ideal, hubungan antara arus yang kontinu dan waktu discharge adalah stabil dan mutlak, tetapi baterai yang asli tidak mungkin berkelakuan seperti ditunjukkan rumus linier di atas. Oleh karena itu, ketika kapasitas amp-hour digunakan pada baterai, maka nilai ini akan dibatasi oleh nilai arus tertentu, atau lama pemakain tertentu, atau dapat diasumsikan waktu penggunaannya adalah 8 jam (bila faktor pembatasnya tidak tertera).

Sebagai contoh, sebuah baterai caki memiliki kapasitas kira-kira 70 amp-hours, dispesifikasikan arusnya adalah 3.5 A. Ini berarti lama baterai ini dapat menyuplai arus 3.5 A ke beban adalah selama 20 jam (70 A-h / 3.5 A), tetapi ini tidak mungkin terjadi pada dunia nyata. Dengan nilai arus yang lebih besar, baterai akan menyerap lebih banyak panas pada resistansi internalnya, yang menyebabkan perubahan reaksi kimia. Kemungkinannya adalah baterai itu menjadi benar-benar kosong/habis, terkadang sebelum waktu 1 jam pemakaian untuk beban yang lebih besar.

(23)

Oleh karena itu, kita harus menentukan hubungan amp-hour dalam perkiraan yang ideal dan masuk akal terhadap umur baterai itu, rating amp-hour yang dapat dipercaya ditentukan pada nilai arus tertentu dan lama pemakaian tertentu yang ditetapkan oleh pabriknya. Beberapa pabrik akan menentukan rating amp-hour didasarkan total muatan baterai itu yang digunakan untuk mengalirkan arus yang berbeda-beda dan pada suhu yang berbeda-beda.

Sedangkan untuk cell sekunder, rating amp-hour menunjukkan seberapa lama baterai itu harus dicharge pada nilai arus tertentu. Contoh, aki yang berkapasitas 70 amp-hour pada contoh di atas seharusnya membutuhkan waktu “pengecasan” selama 10 jam hingga aki itu terisi penuh saat dicharge dengan nilai arus konstan sebesar 7 A (70 amp-hour / 7 amp).

2.7.3 Prinsip Kerja Baterai

1. Proses discharge pada sel berlangsung menurut skema Gambar 2.8(a). Bila sel dihubungkan dengan beban maka, negatif mengalir dari anoda melalui beban ke katoda, kemudian ion-ion negatif mengalir ke anoda dan ion-ion positif mengalir ke katoda. Arus listrik dapat mengalir disebabkan adanya negatif yang bergerak dari elektroda sel melalui reaksi ion antara molekul elektroda dengan molekul elektrolit sehingga memberikan jalan bagi negatif untuk mengalir.

2. Pada proses pengisian menurut skema Gambar 2.8(b). dibawah ini adalah bila sel dihubungkan dengan power supply maka elektroda positif menjadi anoda dan elektroda

(24)

1. Aliran elektron menjadi terbalik, mengalir dari anoda melalui power suplai ke katoda.

2. Ion - ion negative rnengalir dari katoda ke anoda. 3. Ion - ion positif mengalir dari anoda ke katoda.

Arah aliran elektron dan arus listrik dapat dilihat pada Gambar 2.9(a) dan Gambar 2.9(b) berikut:

(a) Proses pengosongan (discharge) (b) Proses pengisian (charge) Gambar 2.9 Arah aliran elektron dan arus listrik pada baterai.

(25)

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN INVERTER 500 VA

3.1 Perancangan

Perancangan merupakan proses yang kita lakukan terhadap alat, mulai dari rancangan kerja rangkaian hingga hasil jadi yang akan difungsikan rancangan dan pembuatan alat merupakan bagian yang terpenting dari seluruh pembuatan tugas akhir. Pada perinsipnya perancangan dan systemmatik yang baik akan memberikan kemudahan dalam proses pembuatan alat. Pada perancangan hardware terdiri dari: perancangan rangkaian inverter, perancangan regulator penurun tegangan, perancangan switching relay, perancangan mekanik.

Gambar 3.1 Diagram blok sistem kerja alat inverter 500 VA

Pada Gambar 3.1 dapat dijelaskan prinsip kerja sistem. Pasa sistem ini battery adalah sebagai masukan tegangan untuk inverter yaitu dengan tegangan 24Vdc. Sedangkan sumber PLN adalah tegangan untuk mengaktifkan relay dan sumber langsung dari PLN. Ketika sumber dari PLN ada maka sumber dari akan terputus karena sistem rellay bekerja sebagai saklar. Namun, apabila PLN padam maka sistem relay akan bekerja yaitu masukan dari battery akan masuk ke regulator penurun tegangan untuk diturunkan tegangan dari 24 volt menjadi 12 volt Dc. Setelah diturunkan maka otput dari regulator penurun tegangan akan masuk ke inverter agar tegangan DC menjadi AC dan dikuatkan lagi dengan trafo

Baterai/ aki

Rellay Switching

Inverter Trafo Penaik Tegangan PLN 220 Volt Beban Regulator Penurun Tegangan

(26)

3.1.1 Perancangan Rangkaian Inverter

Rangkaian DC –AC ini digunakan untuk mengubah tegangan dari battery 12 Vdc menjadi 220 Vac. Pada rangkaian inverter ini menggunakan IC 4047 yang berfungsi sebagai multivibrator.

Gambar 3.2 Rangkaian Inverter

Pada rangkaian diatas dapat dijelaskan bahwa kaki masukan pertama MASUKAN

(27)

memotong tegangan ripple. Dan pada rangkaian inverter ini menggunakan IC 4047 sebagai multivibrator.

Pada perancangan inverter terdapat beberapa komponen utama yang digunakan masing-masing komponen ini adalah :

 C4 2200uf/35v capasitor polar sebagai berfungsi sebagai filter pada sebuah rangkaian inverter masukan dari battery , yang maksud disini adalah kapasitor sebagai ripple filter, disini sifat dasar kapasitor yaitu dapat menyimpan muatan listrik yang berfungsi untuk memotong tegangan ripple.

 D3 1N4004 yaitu pada rangkaian inverter ini sebagai penyearah dan diode di sini juga sebagai penahan arus balik ke battery.

 T5 dan T6 A733 sebagai saklar on/off sehingga dapat terbentuk gelombang kotak sinus soida.

 T1,T2,T3, T4 IRFZ44N di rangkaian inverter sebagai penguat arus pada rangkaian

inverter ini.



Pada rangkaian Gambar 3.3 yaitu rangkaian pengatur frekuensi pada inverter dengan selector menggunakan trimpot atau potensio pada R2 yaitu sebagai pengatur frequensi, dan pada IC 4047 kaki 1 dan 2 yaitu C dan R maka pada rangkaian tersebut dibutuhkan R tahanan yang lebih besar 400 K.

Gambar 3.3 : Rangkaian Pengatur Frekuensi pada inverter pada IC 4047

(28)

Pada inverter memiliki beberapa katagori, yang digunakan pada inverter ini adalah

inverter center - tap. Yang dimaksud dengan menggunakan inverter center – tap

dikarenakan jenis inverter ini menggunakan trafo sebagai penguat tegangan. Sesuai dengan karakteristik yang telah di tentukan. Spesifikasi umum pada inverter center–tap adalah :

• Sederhana

• Komponen minimum • Harus pakai trafo

• Cocok untuk daya rendah (< 1 kW) • Cocok untuk tegangan dc yang rendah

Pada inverter ini memiliki komponen utama atau sistem yang dibutuhkan yaitu pada ic 4047, fungsi dari ic ini adalah sebagai pembentuk gelombang pulsa atau disebut dengan multivibrator yaitu menghasilkan frekuensi 50 Hz.

3.1.2 Perancangan Rangkaian Regulator Penurun Tegangan

Rangkaian regulator ini digunakan untuk menurunkan tegangan dari 24 Vdc – 12 Vdc, pada rangkaian ini menggunakan Tip102. Rangkaian ini dibuat hanya sebagai rangkaian penurun tegangan karena inverter yang digunakan tegangan masukan tidak bisa di atas range 15 Vdc, sehingga dibutuhkan rangkain penurun tegangan dc to dc.

Gambar 3.4 Rangkaian Regulator Penurun Tegangan

(29)

Gambar 3.5 Rangkaian Switching relay

Prinsip kerja pada rangakain switching Gambar 3.5 adalah ketika mendapatkan sumber dari PLN maka koil pada relay tersebut akan aktif karena koil relay ini mendapat kan sumber tegangan, terlihat pada gambar kaki 7 mendapatkan L dari PLN dan kaki 2 mendapatkan N dari PLN. Ketika koil aktif, maka kaki relay yang sebelungnya (3,1)

Normaly Open akan menjadi Normaly Close kaki 3 adalah sumber PLN dan kaki 4 adalah

sumber dari inverter. Namun ketika PLN padam, maka coil pada relay akan mati dan kaki antara 1,3,4 akan kembali normal. Kaki (4,1) dalam kondisi Normaly Close maka sumber yang ada pada saklar kaki 3 ini adalah sumber dari inverter dan seterusnya akan bekerja seperti penjelasan diatas.

3.1.4 Perancangan Kotak box Inverter

Untuk perancangan mekanik inverter ini menggunakan kotak hitam kecil, kotak tersebut berisikan keseluruhan rangkaian yang telah di buat yaitu: rangkaian inverter, dc-dc

converter dan rangkaian switching relay. Bagian luar kotak box tersebut terdapat switch on/off sebagai saklar pengaman dan terdapat juga jeck banana sebagai masukan dan

keluaran. Serta perancangan kota box keseluruhan dari penggabungan inverter dengan

(30)

Perancangan kotak ini digunakan untuk peletakan semua rangkaian yang di buat yaitu rangkaian regulator penurun tegagan, inverter, dan switching relay.

Gambar 3.6 Box Inverter Tampak Depan

Keterangan :

1. Fuse

2. Konektor untuk sumber negative 3. Konektor untuk sumber positif 4. Saklar utama

5. Lubang kabel dari sumber PLN

Pada Gambar 3.6 Tampak Depan ini, tombol saklar ini berfungsi sebagai saklar on/off. Jekbanana atau konektor yang digunakan ini berfungsi sebagai masukan tegangan dari sumber battery yaitu tengan DC, dimana yang berwarna merah aalah sebagai sumber

positif dan yang hitam sebagai sumber negatif. Selain saklar sebagai penganan,

ditambahkan juga fuse sebagai pengaman apabila arus apabila terjadi hubungan singkat pada rangkaian dan lainnya. Serta pada lubang sisi paling kanan adalah untuk kabel dari PLN dimana yang sisi atasnya adalah sumber L (line) dan yang sisi bawahnya adalah N (netral).

(31)

Gambar 3.7 Box Inverter Tampak Atas

Pada Gambar 3.7 ini adalah box inverter tampak atas. Pada bagian sisi kiri atas kotak tersebut terdapat lubang berbentuk kotak. Fungsi dari lubang yang dibuat adalah sebagai tempat untuk relay dan agar mudah untuk melepas dan memasang relay.

Keterangan :

1. Regulator penurun tegangan

2. Inverter

3. Trafo CT

4. Relay AC 220

Gambar 3.8 Box Inverter Tampak Dalam

Pada Gambar 3.8 adalah bagian tampak dalam. Dapat dilihat bahwa sisi kiri atas itu adalah rangkaian inverter, namun sebelum masuk ke inverter tegangan dari battery terlebih dahulu diturunkan dengan menggunakan regulator penurun tegangan dapat dilihat pada

(32)

berfungsi sebagai switching antara inverter dengan PLN dan sisi kanan bawah itu adalah trafo yang berfungsi sebagai penaik tagangan dari keluaran inverter.

3.1.5 Perancangan Kotak UPS

Perancangan kotak ini dibuat dengan menggunakan software aoutocat.

perancangan kotak ini digunakan untuk penggabungan antara rangkaian inverter dan

rectifier serta battery yang telah siap dan menjadi satu keseluruhan yaitu UPS. Pada gambar dibawah ini, terlihat gambar 3.9 adalah stop contac yang berfungsi sebagai keluaran ke beban. Pada gambar selanjutnya yaitu pada gambar 3.10 yang ada pada sisi kanan atas adalah saklar on/off dari sumber PLN disertakan dengan colokan sumber PLN pada sisi kanan bawah yaitu kaki 3, terlihat pada gambar tersebut. Pada Gambar 3.11 pada sisi kiri atas adalah lampu indicator pengecasan, yaitu untuk rangkaian rectifier penyearah tegangan. Sedangakan pada sisi kanan bawah adalah sebagai saklar on/off untuk rangkaian

rectifier serta sebagai pengaman rangkaian rectifier. Perancangan kotak ini menggunakan

(33)

Gambar 3.10 Tampak Samping Kanan Gambar 3.11 Tampak Samping kiri

3.2 Pembuatan

Pada Pembuatan ini merupakan proses jadi dari perencanaan yang telah dibuat. Pada pembuatan ini terdiri dari pembuatan rangkaian inverter, regulator penurun tegangan, switching relay, kotak box inverter dan kotak box UPS.

3.2.1 Pembuatan Rangkaian Inverter

Pada bagian perangkat keras inverter akan dijelaskan proses pembuatan hardware

inverter. Diantaranya pembuatan desain PCB dan tahap selesainya. Pada Gambar 3.12

akan ditunjukan hasil pendesainan rangkaian inverter mengggunakan software Eagle 5.7.0 dan Gambar 3.13 adalah hasil jadi inverter.

(34)

Gambar 3.13 Hardware Inverter

3.2.2 Pembuatan Rangkaian Regulator Penurun Tegangan

Pembuatan Rangkaian Regulator Penurun Tegangan dibuat dengan menggunakan

software Eagle 5.7.0. ditunjukan pada Gambar 3.14. pada Gambar 3.15 adalah hasil jadi

dari rangkaian regulator penurun tegangan.

Gambar 3.14 Layout Rangkaian Regulator Penurun Tegangan Gambar 3.13 Hardware Inverter

(35)

3.2.3 Pembuatan Switching Rellay

Berikut ini hasil dari pembuatan switching relay.

Gambar 3.16 Hardware Switching Relay

3.2.4 Pembuatan Kotak box Inverter

Berikut ini adalah hasil jadi perancangan dari kotak box yang terlah dibuat.

Gambar 3.17 Box Inverter Tampak Depan.

(36)

Tabel 3.1 Daftar dan Jumlah Komponen Rangkaian Inverter No Komponen Jumlah 1 Mosfet IRFZ44N 4 2 Diode zener 2 3 Transistor A733 2 4 Capacitor 35 V 220uF 1 5 Capacitor 50V 3.3uf 1 6 Resistor 100 Ohm 5 7 Resistor 1 K 3 8 Diode 1 9 Trimpot 5 K 1 10 IC 4047 1

11 Capacitor Kramik 100uf 2

12 Resistor 220 K 2

Tabel 3.2 Daftar dan Jumlah Komponen Rangkaian Regulator Penurun Tegangan

No Komponen Jumlah

1 Tip102 1

2 Resistor 1

(37)

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA DATA

4.1 Pengujian Alat

Pengujian pada proyek akhir ini dilakukan untuk mengatahui apakah sistem yang di kerjakan sesuai dengan alat yang telah dibuat atau tidak. Pada pengujian alat ini dilakukan juga untuk mendapatkan data. Alat ukur yang digunakan dalam pengujian ini adalah

multitester digital dengan merek Sanwa dan osciloskop digital dengan merek Hewlett Packard 546038 60Mhz. pengujian data dilakukan di ruangan HTML lantai 4.

4.1.1 Pengujian Regulator Penurun Tegangan

Pengujian keluaran Regulator dilakukan agar dapat mengetahui tegangan keluar dan tegangan masuk pada rangkaian Regulator Penurun Tegangan.

Gambar 4.1 Rangkaian Regulator Penurun Tegangan

Tabel 4.1 Pengukuran pada regulator

No Titik Pengukuran Tegangan

1 A–B 24 Volt

2 C–D 12 Volt

Pada rangkain ini pengukuran pada TP1 adalah 24 volt, tegangan ini sama dengan tegangan sumber yaitu tegangan dari battery sekitar 24 volt. Tegangan sumber akan masuk ke diode zener dan teganganya akan turun yaitu berubah menjadi tegangan 12 volt. Dapat

A

D B

(38)

4.1.2 Pengujian Inverter

Pengujian keluaran inverter dilakukan agar penulis dapat mengetahui tegangan keluar dan tegangan masuk pada rangkaian inverter. Pengujian yang dilakukan ini terdiri dari inverter yang di buat dengan inverter yang dibeli sebagai perbandingan.

Gambar 4.2 Frekuensi inverter

Pada Gambar 4.2, dapat di lihat bahwa keluaran dari inverter ini sudah memiliki keluaran frekuensi yang diinginkan yaitu 50 Hz pada titik A dan B atau titik B dan C . Serta tegangan keluaran inverter tersebut yaitu Vrms adalah 12,23 V.

Gambar 4.3 Pengukuran Keluaran Inverter Sebelum Trafo ( Sisi Primer )

(39)

Tabel 4.2 Pengukuran Tegangan Keluaran Inverter Sebelum Trafo Tanpa Beban ( Sisi Primer )

Setelah pengukuran keluaran inverter sebelum trafo tanpa beban pada sisi primer, dilakukan lagi pengujian mengukur arus dan tegangan dengan beban. Hal ini untuk mengetahui berapa besar arus dan tegangan yang dibutuhkan pada alat ini. Titik pengujian dapat dilihat pada Gambar 4.4 dan hasil pengujian dapat juga dilihat pada Tabel 4.3.

Gambar 4.4 Pengukuran Arus dan Tegangan Inverter Sebelum Trafo Dengan Beban

Tabel 4.3 Pengukuran Arus dan tegangan Keluaran Inverter Sebelum Trafo Dengan Beban ( Sisi Primer ) No Titik Pengukuran Arus Titik Pengukuran Tegangan

Alat yang di uji Arus Tegangan

1 A - B B - C Lampu Pijar ( 40 Watt ) 1.4 A 12.5 Volt 2 A - B B - C Lampu Hemat Energi ( 18 Watt ) 0.8 A 12,4 Volt 3 A - B B - C Lampu Hemat Energi ( 8 Watt ) 0.475 A 12.3 Volt 4 A - B B - C Notebook ( 40 Watt ) 1.18 A 11.06 Volt 5 A - B B - C Lampu Hemat Energi ( 15 Watt ) 0.624 A 11.45 Volt \

No Titik Pengukuran Tegangan Frekuensi

1 A–B 12 Volt 50 Hz

2 B–C 12 Volt 50 Hz

A B C

(40)

Setelah mengetahui bahwa tegangan keluaran dari inverter adalah 12 volt dan frekuensi yag diinginkan, maka selanjutnya adalah menghubungkan keluaran inverter ke trafo agar tegangan 12 volt Ac dinaikan lagi menjadi 220 Ac. Data yang dihasilkan dapat di lihat pada Tabel 4.4 .

Tabel 4.4 Pengukuran Keluaran Inverter Sesudah Trafo ( sisi Skunder )

Gambar 4.5 Pengukuran keluran Inverter Sesudah Trafo Tanpa Beban ( Sisi Skunder )

Percobaan juga dilakukan pada kaki ic 4047 untuk mengtahui berapa besar frekuensi switching dan tegangan yang akan ke transistor. Dapat dilihat titik pengukuran pada Gambar 4.6, serta hasil dari pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.5 dan Gambar 4.7 hasil dari osciloskop

.

No Titik Pengukuran Tegangan

1 A - B 250 Volt

(41)

Tabel 4.5 Pengukuran Kaki IC 10 dan 11

Gambar 4.7 Frekuensi Switching

Tabel 4.6 Pengukuran Tegangan dan Arus Pada Masukan Baterai Ketika Berbeban

No Beban Tegangan Arus

1 Lampu Hemat Energi ( 8 Watt ) 24.5 Volt 0.87 A 2 Lampu Hemat Energi ( 15 Watt ) 24.5 Volt 1.16 A 3 Lampu Hemat Energi ( 18 Watt ) 24.4 Volt 1.4 A 4 Lampu Pijar ( 40 Watt ) 24.3 Volt 2.8 A 5 Notebook ( 40 Watt ) 24.3 Volt 2.3 A

Tabel 4.7 Pengukuran Tegangan dan Arus Pada Keluaran Regulator Ketika Berbeban

1 Lampu Hemat Energi ( 8 Watt ) 12.4 Volt 0.71 A 2 Lampu Hemat Energi ( 15 Watt ) 12.3 Volt 1.01 A 3 Lampu Hemat Energi ( 18 Watt ) 12.3 Volt 1.3 A 4 Lampu Pijar ( 40 Watt ) 12.2 Volt 2.6 A 5 Notebook ( 40 Watt ) 12.2 Volt 2.1 A NO Titik Pengukuran Tegangan Ac Frekuensi

1 A 4.8 Volt 44 Hz

2 B 4.8 Volt 44 Hz

1 A 4.8 Volt 44 Hz

2 B 4.8 Volt 44 Hz

1 A 4.8 Volt 44 Hz

(42)

Gambar 4.8 Pengukuran Tegangan dan Arus Keluaran Inverter ketika Berbeban

Pada Gambar 4.8 adalah titik pengukuran yang dilakukan. Pada titik A dan B adalah titik pengukuran untuk tegangan, sedangkan pada titik C dan D adalah untuk pengukuran arus. Beban yang duji adalah lampu pijar 40 watt, lampu hemat energy 18 watt, lampu hemat energy 8 watt, notebook 40 watt, lampu hemat energy 15 watt. Hasil pengukuran yang dilakukan dapat dilihat pada Tabel 4.8.

Tabel 4.8 Pengukuran inverter buatan sendiri

No Alat yang di uji Tegangan tanpa beban Tegangan berbeban

Arus Frekuensi Kondisi Alat 1 Lampu Pijar ( 40 Watt ) 250 V 144 V 144 mA 50 Hz Hidup 2 Lampu Hemat Energi ( 18 Watt ) 250 V 194 V 167mA 50 Hz Hidup 3 Lampu Hemat Energi ( 8 Watt 250 V 220 V 51mA 50 Hz Hidup B E B A N

(43)

Sedangkan pengukuran pada inverter yang dibeli dengan merek Top-Up juga dilakukan pengukuran. Metode pengukuran yang digunakan sama seperti pengukuran pada Gambar 4.8 dan beban yang digunakan sama yaitu lampu pijar 40 watt, lampu hemat energy 18 watt, lampu hemat energy 8 watt, notebook 40 watt, lampu hemat energy 15 watt. Dari hasil pengukuran dapat dilihat hasilnya pada table 4.9.

Tabel 4.9 Pengukuran inverter beli

No Alat yang di uji Tegangan

tanpa beban

Tegangan berbeban

Arus

1 Lampu Pijar ( 40 Watt ) 235 V 229 V 173 mA

2 Lampu Hemat Energi ( 18 Watt ) 235 V 231 V 130mA

4 Notebook ( 40 Watt ) 235 V 232 V 112mA

Gambar 4.9 Grafik Perbandingan Inverter Beli dan Buat

(44)

Tabel 4.10 Perhitungan Daya Antara Baterai Dengan Regulator

No Beban Tegangan Arus Daya

1 Lampu Hemat Energi ( 8 Watt ) 24.5 Volt 0.97 A 23.765 Va 2 Lampu Hemat Energi ( 15 Watt ) 24.5 Volt 1.2 A 29.4 Va 3 Lampu Hemat Energi ( 18 Watt ) 24.4 Volt 1.42 A 34.648 Va 4 Lampu Pijar ( 40 Watt ) 24.3 Volt 2.74 A 66.582 Va 5 Notebook ( 40 Watt ) 24.3 Volt 2.3 A 55.89 Va

Tabel 4.11 Perhitungan Daya Antara Regulator Dengan Inverter

No Beban Tegangan Arus Daya

1 Lampu Hemat Energi ( 8 Watt ) 12.5 Volt 0.87 A 10.875 Va 2 Lampu Hemat Energi ( 15 Watt ) 12.5 Volt 1.16 A 14.5 Va 3 Lampu Hemat Energi ( 18 Watt ) 12.4 Volt 1.4 A 17.36 Va 4 Lampu Pijar ( 40 Watt ) 12.3 Volt 2.7 A 33.21 Va 5 Notebook ( 40 Watt ) 12.3 Volt 2.2 A 27.06 Va

Tabel 4.12 Perhitungan Daya Antara Inverter Dengan Trafo ( Sisi Primer )

No Alat yang di uji Arus Tegangan Daya

1 Lampu Pijar ( 40 Watt ) 1.4 A 12.5 Volt 17.5 Va 2 Lampu Hemat Energi ( 18 Watt ) 0.8 A 12,4 Volt 9.92 Va 3 Lampu Hemat Energi ( 8 Watt ) 0.475 A 12.3 Volt 5.8425 Va 4 Notebook ( 40 Watt ) 1.18 A 11.06 Volt 13.0508 Va 5 Lampu Hemat Energi ( 15 Watt ) 0.624 A 11.45 Volt 7.1448 Va

Tabel 4.13 Perhitungan Daya Antara Trafo ( Sisi Skunder ) Dengan Beban

No Alat yang di uji Tegangan Arus Daya

1 Lampu Pijar ( 40 Watt ) 144 V 144 mA 20.736 Va

2 Lampu Hemat Energi ( 18 Watt )

194 V 167mA 32.398 Va

3 Lampu Hemat Energi ( 8 Watt ) 220 V 51mA 11.22 Va

4 Notebook ( 40 Watt ) 174 V 150mA 26.1 Va

5 Lampu Hemat Energi ( 15 Watt )

195 V 67mA 13.065 Va

Dari pengujian dapat diketahui bahwa inverter yang dibuat dan dari beli memiliki perbandingan yang sangat besar. Dari Gambar grfik 4.9 drop tegangan lebih banyak dari hasil inverter buat dibandingkan yang beli. Setelah itu dapat di hitung berapa besar

(45)

4.1.3 Pengujian Switching Relay

Tabel 4.14 Tegangan pada Swithing Relay

No T1 T2 Tegangan

1 220 Volt 0 Volt 220 Volt

2 0 Volt 250 Volt 250 Volt

Dari hasil data yang didapat adalah ketika T1 mendapat sumber yaitu Ac, maka koil relay akan bekerja karena relay tersebut menggunakan relay AC dan dari kondisi normaly open akan bertukar menjadi normaly close. Sedangkan yang di T2 akan menjadi normaly

open, sehingga tegangan dari inverter akan langsung terputus, yang keluar ke keluaran

adalah tegangan yang ada di T1. Namun, ketika T1 tidak dapat tegangan dari PLN atau terputus maka T1 yang awalnya kondisi normaly close akan bertukar menjadi normaly

open dan di T2 yang awalnya normaly open akan bertukar menjadi normay close. Sehingga

tegangan pada T1 akan terputus dikarenakan koil pada relay tidak mendapatkan tegangan. Maka T2 akan menyambung ke keluaran. sehingga tegangan yang mengalir ke keluaran addalah tegangan dari inverter.

Gambar 4.10 Rangkaian Switching relay T1

(46)

4.2 Analisa

4.1.2Rangkaian Regulator Penurun Tegangan

Dengan hasil pengujian pada Tabel 4.1 bahwa saplai masukan 24 volt Dc menjadi keluarannya 12 Volt Dc. Disini menggunakan rangkaian penurun tegangan dikarenakan

masukan ic 4047 membutuhkan tegangan dengan range 12–15 Volt Dc. 4.2.2 Pengujian Switching Relay

Dari pengujian yang dilakukan pada Tabel 4.14, bahwa sistem switching dengan relay ini berhasil serta ketika pergantian sumber suplai dari PLN ke Inverter atau sebaliknya Inverter ke sumber PLN tidak mengalami mati pada beban. Sistem switching yang terjadi tidak kurang lebih dari 1 detik.

4.3.2 Rangkaian Inverter

Untuk power suplai ic 4047 pada inverter dibutuhkan tegangan 12– 15 Volt Dc. Dari beberapa pengujian yang dilakukan dapat dikatakan bahwa rangkaian inverter dapat mengubah tegangan dc menjadi ac. Namun dari data yang didapat pada table 4.8 telah terjadi drop tegangan. Dapat dianalisa dari Table 4.8 tersebut bahwa pengaruh drop tegangan tersebut disebabkan beban semakin besar, semakin besar beban yang diterima maka semakin besar juga drop tegangan yang terjadi. Sehingga inverter ini tidak dapat bekerja dengan daya yang diinginkan yaitu sekitar 500 Va. Hal ini disebabkan trafo yang digunakan adalah trafo 2 amper. Sehingga dari perhitungan daya yang didapat adalah tegangan trafo pada sisi primer dikali amper yang digunakan ( 12 x 2 = 24 Va ). Sehingga trafo yang digunakan seharusnya lebih besar dari 2 amper yang digunakan sekarang. Sehingga dari perhitungan trafo yang digunakan seharusnya untuk mendapatkan daya sebesar 500 Va adalah 40 amper, karena sesuai dengan hitungannya yaitu 40 amper dikali 12 volt tegangan pada sisi primer sehingga didapat daya sebesar 480 Va ( mendekati 500 Va ).

(47)

4.4.2 Efesiensi Daya

Efesiensi daya dalam pengujian yang didapat setelah melakukan pengukuran dengan beban maksimalnya yaitu beban lampu pijar 40 watt adalah :

Masukan :

 Tegangan baterai = 24.3 Volt Dc  Arus baterai = 2.8 A

= 24.3 × 2.8 = 68.04Maka rumus daya

Keluaran :

 Tegangan keluaran inverter = 144 Volt  Arus keluaran = 144mA

= 144 × 0.144 = 20.736Maka rumus daya

Maka rumus efisiensi daya yang didapat adalah :

20.736

(48)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan proses perencanaan, pembuatan dan pengujian alat serta dengan membandingkan dengan teori - teori penunjang, dan dari data yang telah di dapat maka dapat disimpulkan :

1. Dari alat yang telah dibuat inverter dapat mengubah tegangan Dc menjadi Ac yaitu 250 Volt serta menghasilkan frekuensi 50 Hz.

2. Regulator penurun tegangan dapat menurunkan tegangan dari 24 Volt menjadi 12 Volt Dc untuk dapat mensuplai ke ic 4047.

3. Inverter yang di uji tidak dapat menerima beban lebih dari 40 watt.

4. Inverter tidak dapat bekerja sampai dengan daya 500 Va. Daya yang dapat di terima pada beban adalah 26.1 Va

5. Efesiensi daya dari inverter ini hanya 30.47 %, dengan demikian alat ini tidak bisa direkomendasikan karena kemampuannya yang tidak samapai 50 %.

6. Inverter ini tidak disarankan untik digunakan pada beban motor, karena inverter ini berbentuk gelombang kotak.

5.2 Saran

Pada pengerjaan Tugas Akhir ini tentu tidak lepas dari berbagai macam kelemahan dan kekurangan, baik itu pada sistem maupun pada peralatan yang telah dibuat. Untuk memperbaiki kekurangan dari peralatan tersebut, maka perlu melakukan hal - hal sebagai berikut:

1. Kedepannya sistem inverter ini dapat menggunakan sistem Op-amp agar lebih sempurna.

(49)

DAFTAR PUSTAKA

[1]

http://www.icaups.com/micellaneous/apakah-ups-itu-uninterruptible-power-suply.html

[2] DCSC@Schneider-Electric.com

[3] Zulhal, 1988. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. PT Gramedia pustaka Utama, Jakarta.

[4] Widodo,Sri Thomas,DEA,Dipl.ing, 2002. Elektronika dasar. Salemba Teknika, Jakarta.

[5] SantosoJoko, 2003. PRINSIP-PRINSIP ELEKTRONIKA, Jakarta;SalembaTeknika.

[6] UPS 500 VA, PerancangandanPembuatan Uninterruptible Power Supply 500 Watt http//:Jurnal Garuda Online.com[14 Juni 2013].