PENCATATAN PEMAKAIAN LISTRIK DIGITAL
HUDARSONO
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
HUDARSONO (G74103001). Perancangan Alat Pencatatan Pemakaian Listrik Digital. Dibimbing oleh MAHFUDDIN ZUHRI dan AHMAD AMINUDIN.
Penelitian ini dilakukan untuk merancang sebuah alat pencatatan pemakaian listrik (meteran listrik) digital untuk penggunaan skala kecil (rumah tangga) dengan akurasi yang diperoleh dari hasil pengujian adalah 98%. Meteran listrik ini juga memiliki kemampuan untuk berkomunikasi dalam jaringan karena meteran listrik memiliki fitur device addressing yang memungkinkan pembedaan antara meteran listrik yang satu dengan yang lainya. Selain itu, meteran listrik juga dapat berkomunikasi dengan PC (Personal Computer) melalui komunikasi serial dengan interface RS232 melalui aplikasi software yang telah dibuat dalam penelitian ini. Variabel listrik yang dapat dibaca oleh meteran listrik ini adalah akumulasi pemakaian energy, tegangan RMS, arus RMS, daya aktif, daya reaktif, daya total, faktor daya, dan frekuensi.
HUDARSONO
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Menyetujui :
Mahfuddin Zuhri, M.Si
Ahmad Aminudin, M.Si
Pembimbing I
Pembimbing II
Mengetahui,
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP. 131 473 999
Penelitian yang telah diselesaikan ini bertemakan perancangan pencatatan pemakaian listrik digital. Skripsi ini dibuat dalam rangka untuk memperoleh gelar sarjana dari Departemen Fisika IPB Bogor. Skripsi ini telah memuat hal – hal utama dan penting dalam penelitian ini, dan diharapkan karya ini akan berguna untuk perkembangan penelitian selanjutnya.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah ikut berkontribusi sehingga skripsi dapat selesaikan dalam rangka memperoleh gelar sarjana. Ucapan terima kasih juga penulis haturkan kepada dosen pembimbing yaitu Mahfuddin Zuhri M.Si dan Ahmad Aminuddin M.Si yang telah membimbing selama proses penelitian ini. Dan juga kepada pihak PLN (Pak Ilham dan Pak Boyke) yang telah mendukung penelitian ini, penulis ucapkan terima kasih. Terima kasih juga kepada dosen-dosen lain yang telah memberi masukan dalam penelitian ini, terutama kepada Ardian Arif M.Si dan Irmansyah M.Si selaku dosen penguji. Kepada teman-teman bagian instrumentasi yang telah banyak membantu yaitu Rizal dan Subhi, penulis juga ucapkan terima kasih.
Akhir kata, semoga hasil penelitian ini dapat digunakan dengan baik ataupun dikembangkan untuk penelitian selanjutnya.
Bogor, Agustus 2007
Halaman
DAFTAR ISI ……….. vii
DAFTAR GAMBAR ……….. viii
DAFTAR TABEL ……….. ix
PENDAHULUAN ……….. 1
Latar Belakang ………. 1
Tujuan Penelitian ………. 1
TINJAUAN PUSTAKA ……….. 1
Meteran Listrik Digital ………. 1
Perhitungan Daya Listrik ……….. 2
Daya Aktif dan Daya Reaktif ……… 2
Daya Aktif ………. 2
Daya Reaktif ………. 3
Faktor Daya ……… 3
Pengukur Tegangan dan Pengukur Arus ………... 4
Pengukur Arus ……… 4
Pengukur Tegangan ……… 5
Standardisasi Meteran Listrik ……… 5
Mixed-Signal Microcontroller MAXQ3120 ……….. 5
BAHAN DAN METODE ………. 6
Tempat dan Waktu Penelitian ……… 6
Alat dan Bahan ……….. 6
HASIL DAN PEMBAHASAN ………. 9
SIMPULAN DAN SARAN ………... 13
Simpulan ………. 13
Saran ……… 13
DAFTAR PUSTAKA ……… 13
Halaman
Gambar 1. Meteran Listrik Digital ………. 2
Gambar 2. Kurva Hubugan Tegangan, Arus, dan Daya ………. 2
Gambar 3. Kurva Hubugan antar Daya, Arus, dan Tegangan ……… 3
Gambar 4. Rangkaian Pengukur Arus ……… 4
Gambar 5. Rangkaian Pengukur Tegangan ……… 5
Gambar 6. Mikrokontroler MAXQ3120 ………. 5
Gambar 7. Diagram Blok Front-End MAXQ3120 ………. 6
Gambar 8. Desain Meteran Listrik Digital ……….. 7
Gambar 9. Format Paket Daya ………. 7
Gambar 10. Desain Sensor Tegangan ……… 7
Gambar 11. Desain Sensor Arus ……… 7
Gambar 12. Rangkaian Pengujian Sensor Tegangan ……… 8
Gambar 13. Rangkaian Pengujian Sensor Arus ……… 8
Gambar 14. Diagram Alir Penelitian ………. 8
Gambar 15. Hasil Pengujian Sensor Arus ………. 9
Gambar 16. Hasil Pengujian Sensor Tegangan ………. 9
Gambar 17. Diagram Alir Kerja DSP ……… 12
Gambar 18. Struktur Program Meteran Listrik ……….. 13
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Data Pengukuran Nilai Offset ADC ………. 9
Tabel 2. Data Pengukuran Nilai Gain Sensor Tegangan ……… 10
Tabel 3. Data Pengukuran Nilai Gain Sensor Arus ……… 10
Tabel 4. Hasil Pengukuran Nilai Offset Sensor ……….. 11
Tabel 5. Hasil Pengukuran Nilai Offset Daya ………. 11
Tabel 6. Hasil Pengukuran berbagai Beban dengan Power Logic PM800 ……….. 11
Tabel 7. Hasil Pengukuran berbagai Beban dengan Meteran Listrik Rancangan……… 11
Tabel 8. Hasil Pengukuran Akumulai Pemakaian Energi berbagai Beban selama 15 menit .. 12
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Saat ini, dengan tingkat pertumbuhan penduduk yang tinggi setiap tahunnya, maka kebutuhan akan energi listrik juga semakin meningkat. Kita tahu bahwa energi listrik merupakan salah satu energi yang memegang peranan vital dalam berbagai aspek kehidupan, baik rumah tangga maupun industri. Di Indonesia terdapat sebuah perusahaan negara yang berperan untuk memenuhi kebutuhan semua penduduk akan energi listrik, yaitu dengan cara menyalurkan energi listrik ke pelanggan dengan menggunakan sarana transmisi berupa kabel listrik. Walaupun pembangkit listrik telah mengalami proses swastanisasi, proses distribusi dan layanannya masih dipercayakan pada PLN ( Perusahaan Listrik Negara).
Dengan semakin banyaknya pelanggan PLN, maka jaringan distribusi listrik pun akan semakin besar. Semakin besarnya jaringan listrik PLN, maka akan dibutuhkan usaha yang semakin besar untuk pengawasan dan kontrol. Apalagi saat ini proses pengontrolan dan pengawasan masih dilakukan secara manual dengan menggunakan tenaga manusia, sehingga biaya dan waktu yang dibutuhkan akan semakin besar. Semakin maraknya pencurian listrik yang dilakukan baik oleh industri maupun rumah tangga juga perlu menjadi perhatian khusus untuk menghindari kerugian. Walaupun untuk tingkat industri telah diatasi dengan cara menggunakan AMR (Automated Meter Reading) sehingga tingkat pencurian dapat diminimalisir, tapi untuk tingkat rumah tangga masih belum teratasi dengan baik. Mengingat tingginya biaya untuk instalasi AMR ini, maka pemasangan AMR di rumah tangga dirasa kurang efektif.
Selain pencurian listrik, kasus human error juga sering menjadi keluhan para pelanggan yaitu kesalahan pencatatan pemakaian listrik oleh pekerja PLN apalagi untuk daerah-daerah yang sulit dijangkau oleh sarana transportasi. Selain itu biasanya keluhan juga timbul akibat waktu pencatatan yang tidak benar-benar tepat waktu oleh pekerja PLN. Kapabilitas PLN untuk menanggapi keluhan-keluhan ini juga belum memadai. Hal ini dapat dipahami mengingat sarana dan prasarana yang dimiliki pihak PLN dalam distribusi listrik yang belum benar-benar memadai, sehingga pihak PLN mengalami kesulitan untuk memberikan data-data pemakaian listrik oleh pelanggan secara akurat dan konkret. Ini juga disebabkan karena saat ini meteran listrik yang
digunakan oleh PLN masih berupa meteran listrik analog sehingga belum memiliki kemampuan untuk mengirimkan data secara otomatis melalui jaringan.
Tujuan Penelitian
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah meteran listrik digital yang mampu membaca berbagai variabel pemakaian energi listrik memungkinkan pengembangan untuk komunikasi dalam jaringan. Dengan adanya fasilitas ini diharapkan dapat :
9 meminimalisir tingkat pencurian listrik dan manipulasi meteran listrik milik PLN,
9 meminimalisir kemungkinan terjadinya kesalahan pencatatan pemakaian listrik,
9 memberikan hasil pengukuran yang lebih akurat,
9 memungkinkan pelanggan mengetahui berbagai informasi mengenai pemakaian beban rumah tangga.
TINJAUAN PUSTAKA
Meteran Listrik Digital
Meteran listrik merupakan sebuat alat yang dirancang agar dapat mengukur energi listrik yang digunakan oleh pemakai listrik. Pada umumnya, meteran listrik dipasang diantara jaringan penyedia listrik dan pemakai, sehingga arus listrik yang digunakan oleh pemakai akan melewati meteran listrik terlebih dahulu untuk diukur. Dengan demikian, semua energi listrik yang dipakai oleh pemakai akan diukur oleh meteran listrik. Biasanya meteran listrik akan mengakumulasi energi total yang digunakan oleh pemakai pada selang waktu tertentu.
Pada umumnya meteran listrik terdiri dari dua jenis yaitu meteran listrik analog dan digital. Meteran listrik digital memiliki beberapa kelebihan dibanding meteran analog baik dalam hal akurasi, keamanan maupun dalam hal komunikasi. Meteran listrik digital biasanya menggunakan komponen-komponen elektronik untuk mengukur penggunaan energi listrik dan pengolahan data hasil pengukuran juga dilakukan secara elektronik. Pada umumnya meteran listrik digital menggunakan LCD (Liquid Crsytal Display) sebagai penampil data akumulasi pemakaian listrik dan menggunakan memori elektronik untuk mengakumulasi jumlah pemakaian energi listrik.
KWH Meter mengukur jumlah energi yang dipakai oleh beban dalam satuan KiloWattHour, dimana satu KWH berarti jumlah energi yang setara dengan pemakaian daya satu KiloWatt selama satu jam atau setara dengan 1000 watt x 1 jam x 3600 detik/jam yaitu 3.600.000 joule. Satuan energi yang digunakan dalam pengukuran jumlah pemakaian energi listrik adalah KiloWattHours
dimana KiloWatt sendiri adalah satuan daya pemakaian. Jadi energi dapat diperoleh dengan persamaan (1).
∫
= pdtW (1)
Dalam persamaan (1),
W
adalah energi, adalah daya sesaat, dan t adalah selang waktu pemakaian. Jadi Meteran Listrik bekerja dengan cara mengukur daya pemakaian listrik tiap satuan waktu lalu mengintegralkannya selama selang waktu tertentu untuk memperoleh akumulasi pemakaian listrik.p
Gambar 1 Meteran Listrik Digital
Perhitungan Daya Listrik
Pada awalnya, perhitungan daya ini terlihat sangat sederhana, yaitu bila tegangan dan arus bersifat sinusoidal, maka nilai RMS (RootMeanSquare) nya hanya 1/ 2 kali nilai puncak tegangan dan arus. Dengan mengalikan nilai RMS tegangan dan arus maka akan diperoleh daya dalam watt.
Tapi pada kenyataannya, cara seperti ini tidak dapat digunakan dalam perhitungan daya yang digunakan di rumah tangga. Ada dua alasan yang utama yaitu:
9 Tegangan yang ditransimisikan dari perusahaan listrik memang hampir sinusoidal, tapi arusnya belum tentu sinusoidal terutama bila terdapat beban non linear seperti lampu fluororencent, switching power supply membuat arus yang digunakan tidak sinusoidal. Maka mencari nilai RMS arus dengan mengalikan 1/ 2 tidak lagi memenuhi.
9 Walaupun bila ternyata arus bersifat sinusoidal, kecuali tegangan dan arus tepat satu fasa, maka cara sederhana dengan mengalikan nilai RMS tegangan dan arus
tidak akan menghasilkan penggunaan daya yang sesungguhnya dalam watt. Karena pada umumnya, terdapat beban yang bersifat kapasitif atau induktif yang membuat tegangan dan arus tidak sefasa.
Gambar 2 Kurva Hubunga egangan, Arus, dan Daya
aya Aktif dan Daya Reaktif
sendiri terdiri ri dua
al daya reaktif, jumlah ergi y
akan daya yang digunak
aya Aktif
arus AC (Alternating Current), gangan
n T
D
Daya pemakaian listrik
da bagian yaitu daya aktif (active/real power) dan daya reaktif (reactive power). Secara sederhana, dapat dibayangkan bahwa daya aktif merupakan daya yang dipakai oleh beban sedangkan daya reaktif merupakan daya yang diserap tapi tidak digunakan untuk melakukan kerja karena beban tidak dapat menggunakan semua daya yang disediakan oleh penyedia listrik. Seperti pernyataan dalam sebuah makalah,
“Dalam h
en ang mengalir menuju satu arah sama
besar dengan jumlah energi yang mengalir dalam arah yang berlawanan. Hal itu berarti bahwa energi tersebut tidak ditransmisikan dan tidak juga diserap”.[13]
Daya aktif ini merup
an oleh beban resitif murni sedangkan daya reaktif disebabkan oleh adanya beban induktif atau kapasitif (beban reaktif). Beban induktif memiliki daya reaktif yang positif sedangkan beban kapasitif akan memiliki daya reaktif yang negatif. Jadi daya yang digunakan oleh beban untuk melakukan kerja merupakan daya aktif. Dalam perhitungan daya pemakaian oleh pihak penyedia listrik, yang dikenakan biaya hanya daya aktifnya saja.
D
Pada
) sin( sinω ω +φ
=
=vi V I t t
p m m
∫
= ==
T
preal pdt V m VI
T 0 2
1 cos cos
1 φ φ
m
mI
) sin( t V v= ω
) sin(ω +φ
=Im t i
2 2
aktif total
reaktif P P
P = −
total aktif
P P TruePF = dasarnya dalam pengukuran daya, t gangan
dijadikan sebagai referensi fasa. Jadi tengangan dan arus AC dideskripsikan dengan persamaan:
(2) e sehingga daya (4) ima (3)
sesaatnya adalah :
d na
p
,
v
,
i
adalah fungsi dari waktu. Kurva untukp
,
v
,
i
dapat digambarkan seperti pada GambarJadi, luas to kurva d
3.
tal yang dilingkupi oleh aya sesaat selama satu periode menunjukkan jumlah energi yang diberikan ke beban selama periode tersebut. Pada saat φ=0 (beban bersifat resitif murni) maka luas d dibawah kurva akan bernilai nol. Tapi saat sudut
aerah
φ meningkat, maka luas daerah kurva yang negatif akan meningkat sampai pada
2 π
φ = (beban bersifat reaktif murni) maka rah yang positif dan negatif akan sama, sehingga luas totalnya adalah nol. Ini menunjukkan bahwa tidak ada energi yang
netto yang digunakan oleh beban. Pada
umumnya, nilai luas dae
φ akan selalu berkisar
2 2
π π ≤φ≤
− , sehing a luas total daerah yang urva tidak akan pernah negatif. Daya aktif yang digunakan ol ban s
g dilingkupi k
eh
(5)
ika T adalah periode dari , maka daya aktif d
(6)
alam persamaan (6) tersebut dan I adala n RMS (Root Mean Square) dari tegangan dan arus. Dengan demikian, nilai be ama dengan luas total daerah yang dilingkupi kurva daya p(daya sesaat) selama satu periode seperti p da Gambar 3, dibagi periodenya. Jadi dengan kata lain, daerah kuning pada Gambar 3 merupakan luas totalnya selama satu periode setelah dikurangi daerah biru yang dibawah sumbu x. Persamaan (4) untuk perhitungan daya dapat dirubah sehingga menggunakan kuantitas yang lebih terukur seperti pada persamaan (5).
a
J
p
periodiknya dapat dihitung engan persamaan (6).
D besara
, V h
daya rata-rata tiap periode dapat dikalkulasi bila nilai tegangan dan arus selama periode tersebut diketahui.
Gambar 3 Kurva Hubungan antar Daya, Arus, dan Tengangan
Daya
Perhitungan daya reaktif yang igunakan oleh beban tidak begitu sederhana.
di ahui bahwa untuk tegangan dan arus
ima ai RMS dan
Reaktif
d
Pertama, telah ket
sinusoidal, daya reaktif dapat dihitung dengan:
(7)
d na V dan I adalah nil
θ
adalah be tegan dan aSelain perhitungan daya
Faktor daya (PF) didefinisikan seba sio antara daya aktif (daya yang digunakan
terhadap daya total (daya yang itransm
da fasa antara gan rus. reaktif dengan cara diatas, dapat juga mengkalkulasi daya reaktif dengan persamaan (8).
(8)
Faktor Daya
gai ra
oleh beban)
d isikan pada beban). Faktor daya juga disebut sebagai cos . Faktor daya sendiri ada φ dua jenis, yaitu true power factor dan
displacement power factor.
¾ True power f merupakan rasio antara nilai RMS daya aktif dan daya total atau daya efektif.
actor
dis
tapi endekati sama[12]. Untuk
¾ Displacement power factor merupakan nilai cosinus dari perbedaan fasa antara tegangan dan arus.[18]
Nilai true PF ini dapat lebih rendah dari
placement PF untuk jenis beban tertentu, seringkali m
menghitung nilai true PF dapat dilakukan dengan persamaan (9).
(9) )) 2 cos( (cos t I V p 2 m m
1 φ− ω +φ
=
θ sin
Pengukuran Arus
Agar dapat menghitung jum emakaian daya listrik, maka perlu mengetahui
ati beban. Dalam m
s yang dapat d unakan untuk keperluan meteran
a jenis seperti resistor shunt,
current
arus listrik disekitar mpara
Contoh rangkaian pengukur arus dengan rlihat seperti Gambar 4. Pada Gambar 4, Vo dalah tegangan keluaran (mV), Io adalah arus
Sehingga te pat dihi
engan :
Dengan menggabungkan persamaan (11) dan (12) akan dipe n antara tega output (Vo) dengan arus primer (Io).
Tegangan dan
lah p
tengangan dan arus yang melew
eteran listrik terdapat komponen yang berfungsi untuk mengukur tengangan dan arus yang menuju beban pada setiap saat, sehingga data pengukuran tengangan dan arus ini akan diproses di dalam blok prosesor pada meteran listrik untuk menghitung jumlah pemakaian daya dan energi total yang digunakan oleh beban. Komponen yang berfungsi untuk mengukur tegangan AC pada jala-jala listrik disebut transduser tegangan (Voltage Transducer), sedangan untuk mengukur besar arus AC yang melewati beban digunakan sensor arus berupa current transformer.
Pengukur Arus
Pengukur arus atau sensor aru ig
listrik ada beberap
transformer (CT) dan Hall Effect current sensor. Resistor shunt merupakan metode pengukuran arus secara langsung (arus yang akan diukur dilewatkan pada resistor), sedangkan currenttransformer dan Hall-Effect
sensor merupakan metode tak langsung (memanfaatkan medan magnet yang ditimbulkan dari arus AC yang mengalir dekat sensor). Pengukuran arus tak langsung akan lebih baik karena mengurangi disipasi daya pada sensor dan juga memiliki akurasi dan stabilitas terhadap temperatur yang lebih baik. Oleh karena itu, dalam penelitian ini digunakan sensor arus jenis Current Transformer (CT).
Current transformer berfungsi untuk mengukur besar arus AC yang mengalir pada sebuah penghantar dengan memanfaatkan medan magnet yang ditimbulkan oleh arus tersebut, sehingga tidak diperlukan kontak langsung antara penghantar dan CT. Arus sekunder yang dihasilkan oleh CT akan proporsional terhadap arus primer yang melewatinya dimana perbedaan fasa antara arus primer dan sekunder mendekati nol[19]. Selain dalam hal akurasi, keuntungan utama menggunakan CT adalah dari segi keamanan, karena apapun yang terjadi pada arus primer, bagian sirkuit sekunder akan tetap terlindung dari tegangan tinggi, sehingga dapat melindungi perangkat meteran listrik terhadap tegangan tinggi.
Prinsip kerja CT ini sesuai dengan Hukum Lens, dimana perubahan besar medan magnet yang ditimbulkan
ku n, akan menghasilkan arus listrik pada kumparan yang menimbulkan medan magnet baru dengan arah melawan perubahan medan
magnet sebelumnya. Jadi pada CT ideal, arus sekunder akan sama dengan arus primer setelah dikalikan dengan turn ratio CT tapi arahnya berlawanan. Dimana turn ratio merupakan perbandingan jumlah lilitan sekunder/ lilitan primer. (10) primer N CT te a
primer, Is adalah arus sekunder, dan Ro adalah
Burden Resistor. Burden Resistor ini
diperlukan untuk mengubah arus sekunder menjadi tegangan, sehingga output dari sensor arus ini adalah tegangan, bukannya arus. Dengan demikian, arus sekunder (Is) dapat dihitung dengan :
(11)
gangan output (Vo) da tung d
(12)
roleh hubunga ngan
(13)
Gambar 4 Rangkaian Pengukur Arus
Dari persamaan (13) rsebut, maka rlihat
jelas bah ) dari
nsor arus akan sebanding dengan nilai arus
te te
wa nilai tegangan keluaran (Vo
se
primer yang mengalir (Io). Karena arus primer yang melewati sensor arus merupakan arus AC (bolak-balik) secara sinusoidal, maka tegangan keluaran dari sensor arus juga akan sinusoidal. Sehingga agar tegangan keluaran sensor arus yang berupa sinyal analog dapat diolah untuk perhitungan daya, maka perlu dikonversi ke dalam bentuk digital terlebih dahulu.
N r
TurnRatio( )= sec
) (r Ratio Turn 0 I Is =
o sR
I V0 =
0 0
) (r I TurnRatio
R
Pengukur Tegangan
Pada dasarnya, untuk mengukur gangan tidak dibutuhkan sensor karena
lah berbentuk tegangan sehingga
te
besaran yang diukur te
tidak lagi dibutuhkan sensor untuk mengkonversi besaran fisik ke besaran elektrik (tegangan). Hanya saja untuk pengukuran tegangan yang cukup tinggi seperti tegangan jala-jala listrik yang berkisar 220 V rms, maka diperlukan rangkaian tambahan untuk mengkondisikan tegangan tersebut agar cukup rendah sehingga dapat diukur tanpa merusak rangkaian elektronik yang lain. Rangkaian ini dinamakan Voltage Transducers. Voltage transducers dapat berupa rangkaian pembagi tegangan sederhana seperti tampak pada gambar 2.6.
Vinput
Vout
Ro
Ground
R R R
R
Gambar 5 Rangkaian Pengukur Tegangan
Tegangan keluaran dari rangkaian diatas d dihitun
(14)
Rangkaia pat
sistor dengan besar yang sama daripada anya satu resistor saja dengan besar 4R
Dalam pembuatan meteran listrik, rdapat standar-standar yang harus dipenuhi
layak untuk
menspesifikasikan seberapa ksimum meteran litrik
¾
pa ahan pengukuran yang
¾
pa
Tab Lam
l Mikrokontroler MAXQ3120
Mikrokontroler MAXQ3120 ur
ISC (
tuk aplikasi meteran listrik karena
mikrokontroller apat
g dengan :
n diatas menggunakan em buah re
h
dikarenakan bila menggunakan empat resistor, maka disipasi daya akan dibagi keempat resistor tersebut sehingga disipasi daya pada tiap resistor tidak akan terlalu besar, untuk mencegah resistor menjadi panas. Karena
input
V adalah tegangan AC yang sinusoidal, maka Vout juga berupa tegangan AC sinusoidal
engan amplitudo yang jauh lebih kecil. Frekuensi Vinput akan sama dengan Vout,
begitu juga dengan fasanya karena pada rangkaian hanya menggunakan hambatan murni.
Standardisasi Meteran Listik
tapi d
te
agar meteran listrik tersebut
diaplikasikan secara luas. Salah satu standar untuk meteran listrik yang digunakan di seluruh dunia adalah standar IEC61036 yang
merupakan komplian meteran listrik untuk pengukuran energi aktif.
Standar ini menspesifikasikan beberapa parameter yaitu :
¾ Parameter listrik Parameter ini besar batas ma
menyerap daya untuk operasionalnya, dan seberapa besar tegangan yang harus dapat ditoleransi oleh meteran listrik tersebut. Parameter akurasi
Parameter ini menspesifikasikan sebera besar tingkat kesal
diperbolehkan dalam berbagai kondisi. Parameter kompatibilitas elektromagnetik Parameter ini menspesifikasikan sebera besar radiasi elektromagnetik yang dapat diserap dan diemisikan oleh meteran listrik.
el standardisasi tersebut dapat dilihat pada piran 1.
Mixed-Signa
merupakan mikrokontroler 16 bit berarsitekt
R Reduced Instruction Set Computer)
dengan kemampuan tinggi yang menyertakan dua buah input ADC Delta-Sigma 16bit,
interface Liquid Crystal Display (LCD) 112 segmen, dan Real-Time Clock dengan baterai. Bentuk fisik dari mikrokontroler ini adalah seperti Gambar 6.
Mikrokontroler MAXQ3120 ini sangat reliable un
dapat beroperasi pada kecepatan 8 MHz. Selain itu, MAXQ3120 memiliki 16 Kwords memori flash, 256 words RAM, 3 buah timer 16bit, dan 2 Universal Syncronuous/Asyncronuous
Receiver/Transmitter (USARTs). Bagian – bagian penting dari
MAXQ3120 ini seperti analog front-end, high speed hardware multiplier, dan realtime clock.
Gambar 6 Mikrokontroler AXQ3120
nalog Front-End
Bagian analog front-end dari h seperti terlihat pada bar
M
A
MAXQ3120 adala
gam 2.9. Dua channel input (AN0 dan AN1) untuk konversi data analog (ADC
Sigma) bekerja secara parallel dengan kecepatan sama. Selain itu juga dilengkapi dengan blok koreksi fasa untuk mengkoreksi adanya phase-sift diantara kedua channel yang disebabkan oleh rangkaian luar. Buffer untuk koreksi fasa bekerja secara digital dengan cara menunda arus data dari salah satu channel
terhadap channel lain hingga 140 bit. Modul ADC ini dapat melakukan sampling setiap 48us, sehingga dalam 1 detik dapat dilakukan pengambilan sample sebanyak 20833 sample dengan range input -1 sampai 1V dengan resolusi 16 bit.
Gambar 7 Diagram Blo ront-End MAXQ3120
Modul Pengali Berkecepatan Tinggi (
High-ilengkapi dengan odul p
k F
Speed Hardware Multiplier)
MAXQ3120 juga d
m engali untuk mengalikan data digital keluaran dari dua channel ADC. Modul ini dapat melakukan operasi pengalian dengan cepat, operasi pengkuadratan, operasi pengakumulasian, dan dapat melakukan operasi pengalian dengan pengakumulasian dua data 16 bit (16bit×16bit) hanya dalam satu siklus operas i memiliki register akumulator 40 bit.
i. Modul in
eal-Time Clock
troler MAXQ3120 memiliki
BAHAN DAN METODE
empat dan Waktu Penelitian
n pada Lab ka L
dibutuhkan penelitian ini adalah 12 bulan yaitu
lat dan Bahan
digunakan dalam penelitian i antar
mputer (PC)
digital
d dan alat pendukung lain
Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitia
3120 + JTAG
a DC 5V ver
etode Penelitian
dilakukan dalam beberapa tahapan
studi literalur melalui internet
2. sain meteran listrik digital.
R
Mikrokon
sistem pencatatan waktu secara biner yang berfungsi sebagai jam, sehingga dapat dijadikan sebagai acuan waktu. Resolusi dari jam biner MAXQ3120 mencapai 1/256 detik. Jam ini terbuat dari pencacah detik 32 bit, sehingga mampu mencacah hingga 136 tahun dan dapat dikonversi ke dalam format kalender dengan software aplikasinya
T
Penelitian ini dilakuka
Fisi anjut, Lab Mikroprosesor dan Lab Software Departemen Fisika IPB. Waktu yang
dari bulan Juli 2006 hingga bulan Juli 2007.
A
Alat yang in a lain : 1. Personal Co 2. Multimeter digital 3. Peralatan solder 4. Catu daya AC/DC 5. Rheostat
6. Protoboar
n ini antara lain : 1. Modul evaluasi MAXQ
2. Modul sensor arus dan tegangan 3. Modul display
4. Modul catu day
5. Modul AC-MIO Transcei
M
Penelitian yaitu : 1. Melakukan
dan melakukan survei ke beberapa kantor PLN untuk memperoleh gambaran rancangan meteran listrik yang sesuai kebutuhan.
Gambar 8. Desain meteran listrik digital
Meteran listrik digital yang didesain menggunakan mikrokontroler MAXQ3120 sebagai komponen utama. Dua buah sensor yaitu sensor arus dan tegangan dipasang untuk mengukur besar arus dan tegangan yang mengalir, dimana keluaran dari sensor akan dikonversi oleh ADC ke format digital dengan metode Delta-Sigma 16 bit. Lalu hasil konversi akan diolah oleh 16-Bit RISC CPU yang meliputi perhitungan Vrms, Irms, daya aktif, daya reaktif dan pemakaian energi total.
Pada meteran listrik juga dipasang modul EEPROM untuk menyimpan data hasil pengukuran dan data kalibrasi agar tidak hilang saat listrik padam. Selain itu, pada modul EEPROM ini juga terdapat baterai yang akan menjaga agar RTC (Real
Time Clock) pada MAXQ3120 tetap
berjalan walaupun listrik padam.
Untuk keperluan komunikasi, meteran listrik dapat berkomunikasi lewat serial port RS232, dimana melalui port RS232 ini dapat dilakukan kalibrasi ataupun pembacaan data dari meteran listrik. Jenis komunikasi yang dilakukan adalah komunikasi asinkron dengan menggunakan paket data. Format dari paket data ini dapat dilihat pada Gambar 9.
Format paket data ke meteran
Format paket data reply dari meteran
Gambar 9. Format Paket Data
3. Membuat desain masing – masing modul seperti modul sensor, modul display, modul EEPROM, dan modul catu daya.
10nF 10nF
100kΩ 100kΩ 100kΩ 100kΩ
1.00kΩ 100nF
1.00kΩ 100nF
+ ADC0
- ADC0 220 Vr ms
Gambar 10. Desain Sensor Tegangan
CURRENT_XFORMER
330 Ω
J al a l i s t r i k
2500: 1
220V RMS
825Ω
10nF
825Ω
10nF
+ ADC1
- ADC1
Gambar 11. Desain Sensor Arus
Sensor tegangan telah didesain agar masih dapat mengukur kenaikan tegangan hingga 115% dari tegangan standar yaitu 220 Vrms, berdasar pada standar IEC61036. Pada saat tegangan input maksimum maka tegangan outputnya :
rms
rms V
V K
K
Vout 115% 220 0,630
401 1
= ×
× Ω Ω =
Sehingga range osilasi maksimum pada input ADC adalah 0,630V× 2=0,891V.
Nilai ini masih berada dalam range input ADC yaitu -1 sampai 1V.
Sedangkan sensor arus didesain agar meteran listrik dapat membaca arus hingga 5A (1200W), dimana pada saat arus maksimum, tegangan outputnya adalah
rms
out V
A
V 330 0,66
2500
5 × Ω=
=
Jadi saat arus masukan maksimum, range osilasi maksimum pada input ADC adalah
V V 2 0,933 660
,
0 × =
,
masih berada dalam range input ADC.4. Merakit masing – masing modul
Pengujian sensor tegangan dan sensor arus dilakukan dengan menggunakan rangkaian seperti pada Gambar 12 dan Gambar 13.
Vol t met er
( Tegangan Mas uk an)
Vol t met er
( Tegangan Kel uar an)
Se n s o r T e g a n g a n I NPUT
OUT PUT
Gambar 12. Rangkaian Pengujian Sensor Tegangan
50%
330 Ω Amper emet er
( Ar us Mas uk an) Vol met er( Tegangan Kel uar an)
Rheos t at
Cur r ent Tr ansf or mer
Gambar 13. Rangkaian Pengujian Sensor Arus
6. Mengintegrasikan seluruh sistem meteran listrik
7. Melakukan kalibrasi meteran listrik Kalibrasi meteran listrik ini meliputi pengukuran nilai offset masukan ADC agar dapat meng-nol-kan nilai output ADC. Selain itu juga perlu dilakukan pengukuran nilai faktor konversi sensor tegangan dan sensor arus. Secara teoretis, nilai faktor konversi dari sensor tegangan dan sensor arus dapat dihitung dari persamaan dibawah ini.
7,57
330 2500
_ = = =
o
R TurnRatio Konversi
I
401
1 401
_ = =
K K R
R Konversi V
o total
8. Membuat software meteran listrik yang kemudian di-download ke dalam modul MAXQ3120.
9. Pengambilan data pengujian meteran listrik dengan cara membandingkan dengan perangkat pengukuran standar yaitu Power Logic Power Meter PM800 yang memiliki tingkat error kurang dari atau sama dengan 1%.
Prosedur tahapan – tahapan dalam melakukan penelitian dapat dilihat pada diagram alir yaitu pada Gambar 14.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bagian yang sangat penting dalam meteran listrik karena berperan besar dalam hal akurasi pengukuran adalah sensor. Sensor arus dan tegangan yang digunakan dalam perancangan meteran listrik ini telah diuji, dimana hasilnya menunjukkan tingkat linearitas yang memenuhi standar. Data hasil pengujian dapat dilihat pada Gambar 15 dan Gambar 16.
Hasil Pengujian Sensor Arus
y = 0,1333x + 0,0536
0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0
0,0 1000,0 2000,0 3000,0 4000,0 5000,0 6000,0
Arus (mA) Te ga ng a n O u tp ut ( m V )
Gambar 15. Hasil Pengujian Sensor Arus
Hasil Pengujian Sensor tegangan
y = 2,4834x - 0,1092
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00
Tegangan Input (V ac)
T e ga ng a n O u tp ut ( m V )
Gambar 16. Hasil Pengujian Sensor Tegangan
Pada Gambar 15, hasil pengujian sensor arus menghasilkan kemiringan grafik yang hampir sama dengan hasil perhitungan teoretis yaitu 0,132. Sedangkan pada Gambar 16, hasil pengujian sensor tegangan menghasilkan kemiringan grafik yang juga mendekati hasil perhitungan yaitu 2,493. Adanya sedikit perbedaan kemiringan grafis pada hasil pengujian sensor tegangan ini disebabkan oleh penggunaan kapasitor dalam modul sensor tegangan untuk mem-filter noise sehingga akan sedikit mengubah gain sensor tegangan dikarenakan kapasitor juga memiliki reaktansi.
Blok ADC dari meteran listrik digital yang dibuat memiliki nilai tegangan offset
masukan sehingga walaupun input ADC bernilai nol, output ADC tidak benar- benar nol tapi mendekati nol. Nilai offset ini dapat
meningkatkan tingkat error dalam prngukuran. Oleh karena itu, dalam penelitian ini offset
ADC perlu diukur sehingga dapat kemudian dikompensasi pada saat pembacaan data dari ADC. Data hasil pengukuran nilai offset
masukan ADC dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Data Pengukuran nilai offset ADC
Pengulangan Output (Format Desimal)
ADC 0 ADC 1
1 -20 -10 2 -25 -3 3 -15 -18 4 -23 -25 5 -18 -23 6 -28 -20 7 -18 -13 8 0 -20 9 -20 -20 10 -25 -23 11 -20 -5 12 -15 -50 13 -25 -15 14 -58 -10 15 -30 -25 Rata - Rata = -22,7 -18,7
Pada Tabel 2 dapat terlihat bahwa ADC 0 yaitu ADC untuk sensor tegangan memiliki keluaran rata–rata -22,7 pada saat tidak ada masukan, sedangkan ADC 1 yaitu ADC untuk sensor arus memiliki keluaran rata-rata -18,7 saat tidak ada masukan. Sehingga pada saat pembacaan nilai ADC, perlu ditambahkan dengan 22,7 pada ADC0 dan 18,7 pada ADC1 sebagai faktor koreksi. Untuk kasus ini, nilai 22,7 dan 18,7 dapat dibulatkan menjadi 23 dan 18 untuk mempermudah pembacaan data tanpa memberi pengaruh yang signifikan karena range nilai ADC mencapai atau 65536, sehingga nilai 0,3 tidak cukup berarti.
16
2
Selain pengukuran nilai offset
pengukuran tegangan output ADC secara langsung karena arus input yang diberikan pada sensor arus merupakan arus AC sehingga nilai tegangan output ADC-nya akan berosilasi. Arus input sensor arus perlu menggunakan arus AC karena sensor arus yang digunakan berupa induktor sehingga jika menggunakan arus DC tidak akan diperoleh tengangan output karena arus DC tidak dapat menimbulkan induksi magnet. Jadi tegangan baik pada input sensor maupun output ADC yang diukur merupakan tegangan RMS-nya. Data hasil pengukuran faktor konversi sensor arus dapat dilihat pada Tabel 3.
Pengukuran nilai faktor konversi sensor tegangan ini dilakukan dengan
pemberian tegangan masukan sensor yang bervariasi dari 0 – 200 volt. Pengambilan hasil
sampling ADC dilakukan 5 kali perulangan. Sedangkan tegangan keluaran ADC (V_ADC0) dihitung dengan cara membagi nilai output ADC dengan 32768 (berlaku untuk ADC 16 bit). Dari data pada Tabel 2, nilai rataan faktor konversi sensor tegangan yang diperoleh adalah 409,14. Nilai ini sedikit lebih tinggi dari perhitungan teoretis yaitu 401. Peningkatan nilai faktor konversi ini disebabkan oleh kapasitor yang dipasang pada keluaran ADC sehingga mengakibatkan adanya reaktansi tambahan pada outputnya yang akan mengurangi nilai tegangan ouputnya.
Tabel 2. Data pengukuran nilai faktor konversi sensor tegangan
V INPUT Output ADC 0 V_ADC0 V_Konversi
(V) 1 2 3 4 5 Rataan (V)
0 -17 26 5 3 3 4 - -
20 1585 1583 1615 1598 1583 1593 0,049 411,45 40 3193 3163 3193 3193 3190 3186 0,097 411,35 60 4803 4828 4828 4813 4793 4813 0,147 408,49 80 6398 6413 6418 6408 6410 6409 0,196 409,00 100 8038 7993 8023 8025 8018 8019 0,245 408,61 120 9618 9593 9620 9623 9603 9611 0,293 409,11 140 11215 11238 11213 11230 11213 11222 0,342 408,80 160 12833 12823 12820 12845 12830 12830 0,392 408,64 180 14440 14433 14450 14430 14408 14432 0,440 408,69 200 16115 16080 16095 16100 16065 16091 0,491 407,28
Rataan = 409,14
Standar Deviasi = 1,29
Tabel 3. Data pengukuran nilai faktor konversi sensor arus
I INPUT OUTPUT ADC 1
(A) (V) I_Konversi
0,1 0,013206 7,572
0,2 0,026572 7,527
0,3 0,039123 7,668
0,4 0,051428 7,778
0,5 0,064259 7,781
0,6 0,076094 7,885
0,7 0,088217 7,935
0,8 0,102084 7,837
0,9 0,113889 7,902
1 0,125651 7,959
Rataan = 7,784
Standar Deviasi = 0,151
Pengukuran nilai faktor konversi sensor arus dilakukan dengan mmberi masukan arus AC yang besarnya bervariasi pada sensor arus, yaitu antara 0,1 – 1 A. Dari
disebabkan juga karena pemasangan kapasitor pada keluaran sensor arus sehingga menyebabkan adanya reaktansi tambahan pada output yang akan mengurangi tegangan outputnya.
Selain pengukuran nilai tegangan
offset ADC seperti penjelasan sebelumnya, perlu juga dilakukan pengukuran nilai offset
yang berasal dari modul sensor. Hal ini karena walaupun saat sensor tidak diberi beban, sensor menghasilkan keluaran yang tidak nol, sinyal ini bisa disebut sinyal offset
sensor. Untuk mengkoreksi penyimpangan hasil pengukuran akibat sinyal offset sensor, maka dilakukan pengukuran besar sinyal
offset sensor setiap satu periode yang kemudian nilai ini akan digunakan untuk mengkoreksi nilai hasil pengukuran. Yang diukur adalah sinyal offset sensor tegangan dan arus dalam setiap siklus keluaran dari ADC, yaitu dan hasil keluaran sensor saat tidak ada beban pada sensor. Hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 4.
∑
2V
∑
I2Tabel 4. Hasil pengukuran nilai offset sensor (Data ini merupakan nilai keluaran dari ADC)
Perulangan
∑
V2∑
I21 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8527 12436 7358 11645 13922 10755 5029 10441 7591 8559 50420 42065 42778 58224 44602 52726 55422 45650 49716 52729 Rata-Rata 9626,3 49433,2
Dengan adanya sinyal offset dari sensor arus dan tegangan ini, maka besaran ini juga akan terakumulasi saat perhitungan daya real, hal ini akan mengurangi akurasi hasil pengukuran daya. Oleh karena itu, dilakukan juga pengukuran nilai offset daya real dalam setiap siklus, yang disebabkan oleh nilai offset sensor ini. Pengukuran dilakukan dalam kondisi sensor tanpa beban. Hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil pengukuran nilai offset daya (Data ini diperoleh dari hasil keluaran ADC)
Perulangan
∑
VI 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2770028 2159128 1140865 2701991 1632458 2983316 3254360 539747 3167128 2747874 Rata-Rata 2309689,3Nilai – nilai offset rataan pada Tabel 3, 4, dan 5 ini kemudian akan dijadikan nilai koreksi dari akumulasi arus, tegangan, dan daya setiap siklus.
Setelah proses kalibrasi selesai dilakukan, maka dilakukan proses pengujian. Pengujian dilakukan dengan cara membandingkan hasil pengukuran dari meteran listrik hasil rancangan dengan meteran listrik standar, yaitu Power Meter (Power Logic PM800) yang memiliki tingkat akurasi 1 %.
Tabel 6. Hasil pengukuran berbagai beban dengan Power Logic PM800
Beban I RMS
(mA) P real (W) P reaktif (VAR) P total (VA) PF (Power Factor) Solder Standing Fan Table Fan 119 169 161 24,8 30,9 19,2 11,0 22,6 31,3 25,7 38,0 36,9 0,915 0,891 -0,520
Tabel 7. Hasil pengukuran berbagai beban dengan meteran listrik hasil rancangan
Beban I RMS
Tabel 8. Hasil pengukuran akumulasi pemakaian energi pada berbagai beban selama 15 menit
Akumulasi Energi ( Watt – Hours) Beban PF
Referensi Meteran Listrik Power Logic PM800
Error (%) Setrika
Solder Standing Fan Laptop Table Fan
1,000 0,915 0,891 0,680 0,520
35,7 6,04 7,76 7,46 4,63
36,2 6,04 7,80 7,48 4,71
1,38 0,00 0,51 0,27 1,69
Tabel 9. Hasil perhitungan persentase perbedaan hasil pengukuran terhadap PM800
Beban I RMS
(%)
P real (%)
P reaktif (%)
P total (%)
PF (%r) Solder
Standing Fan Table Fan
1,68 0,59 0,62
0,40 0,32 2,08
2,72 1,33 0,64
0,39 0,53 0,81
0,22 0,11 0,96
Perbandingan antara hasil pengukuran dengan meteran listrik hasil rancangan dan instrumen ukur standar dapat dilihat pada Tabel 6 dan Tabel 7. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa rata-rata hasil pengukuran cukup akurat, hanya pada beberapa bagian ada penyimpangan yang lebih besar dari 1%. Penyimpangan ini kemungkinan disebabkan oleh kurang tepatnya pembacaan nilai, dikarenakan pemakaian beban yang cukup fluktuatif.
Hasil pengukuran akumulasi energi baik dengan instrumen standar maupun dengan meteran listrik hasil rancangan dapat dilihat pada Tabel 8. Hasil pengukuran cukup akurat untuk berbagai beban, kecuali pada beban berupa table fan (kipas meja). Faktor utama yang diduga menyebabkan hal ini adalah akibat beban ini bersifat sangat induktif dengan nilai PF(Power Factor) yang cukup rendah yaitu 0,520. Dari data terlihat bahwa tingkat error pada pengukuran daya
real juga meningkat saat beban bersifat sangat induktif. Sehingga sangat masuk akal bahwa penyimpangan dari pengukuran daya
real ini akan berimbas pada penyimpangan saat proses akumulasi energi yang pada dasarnya merupakan proses integrasi dari daya real terhadap waktu.
Semua proses perhitungan daya, tegangan, arus, energi dan power factor ini dilakukan oleh sebuah program DSP (Digital Signal Processing) yang dieksekusi oleh prosesor. Secara sederhana, DSP akan mengakumulasi daya ( ), kuadrat arus dan kuadrat tegangan ( ) setiap
waktu, sambil menunggu request dari bagian lain untuk perhitungan nilai RMS, daya atau energi. Saat terjadi request, maka request akan dilayani oleh DSP selama masa tidak sibuk (tidak sedang melayani interrupt). DSP akan menyimpan variabel – variabel yang akan diperlukan untuk perhitungan RMS, daya, frekuensi, maupun faktor daya, sehingga saat terjadi request maka DSP dapat segera mengkalkulasi nilai yang di-request.
VI
∑
2 2dan I
V ∑
∑
Secara garis besar, struktur program meteran listrik yang dibuat tampak seperti Gambar 16.
Gambar 18. Struktur Program Meteran Listrik
Jika ada request dari serial RS-232, maka request tersebut akan diterima oleh
SerialCom, lalu SerialCom akan
mengirimkan request tersebut ke
SerialService untuk diterjemahkan.
Kemudian SerialService akan mengintruksikan kepada DSP untuk memberikan data sesuai dengan yang request, dan memformat data tersebut bersamaan dengan data tanggal dan waktu yang diperoleh dari RTC sebelum dikirimkan kembali melalui SerialCom. Setiap blok
routine pada Gambar 18 memiliki
prioritasnya masing-masing.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
1. Secara umum meteran listrik yang dirancang telah berfungsi dengan baik dengan tingkat akurasi lebih dari 99%. 2. Pada beban yang sangat induktif terjadi
penurunan tingkat akurasi pengukuran hingga 98%.
3. Dengan tingkat efisiensi software DSP yang dibuat, sampling rate ADC mencapai lebih dari 385 sample/siklus.
Saran
1. Untuk penelitian selajutnya, sampling rate ADC dapat ditingkatkan hingga 417 sample/siklus dengan lebih mengefisienkan software DSP. Secara sederhana dapat dilakukan dengan tidak mengakumulasi I2 dan V2 setiap saat, melainkan hanya diakumulasi berdasarkan request.
2. Tingkat akurasi pengukuran juga dapat ditingkatkan dengan membuat modul sensor yang lebih baik sehingga dapat
meminimalkan noise yang masuk ke ADC.
3. Perhitungan pergeseran fasa antara V dan I akibat rangkaian sensor perlu lebih akurat dengan peralatan yang lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
[1] _____. 2005. High-Precision ADC Mixed Signal Microcontroller. Maxim, Inc [2] _____. 2005. MAXQ3120 Evaluation Kit.
Maxim, Inc
[3] _____. 2006. MAXQ3120 Electricity Meter Reference. Maxim, Inc [4] _____. 2005. Single Phase,
Bi-directional Power/Energy IC. Cirrus Logic, Inc.
[5] _____. 2004. AVR465 : Single-Phase Power/Energy Meter with Tamper Detection. Atmel Corporation [6] _____. 2005. Introduction to Utility
Metering Tutorial. Microchip Technology, Inc
[7] _____. 2006. Single-Phase Energy Meter with Tamper Detection based on ST7FLITE2x. ST Electronics
[8] _____. 2000. Power Factor. USA: Osram Sylvania.
[9] English, Stephen T. A Low Cost Watt-Hour Meter based on the ADE7757. Analog Device, Inc. USA.
[10] English, Steven and Dave Smith. 2001.
Power Meter Reference Design
based on the ADE7756. Analog
Device, Inc. USA
[11] General, Ariel. Current-Sense Transformer Application Design Guidelines. Datatronic Distribution, Inc
[12] Grady, W Mack and Robert J Gilleskie. 1993. Harmonics and How They Relate to Power Factor. San Diego. [13] Jayaraman. Reactive Power. Kochi
Refineries, Ltd. Japan.
[14] King, Craig L. 2005. IEC Compliant Active-Energy Meter Design Using the MCP3905/6. Microchip Technology, Inc
[15] Koon, William. 2001. A Tamper-Resistent Watt-Hour Energy Meter based on the AD7751 with a Current Transformer and a Low Resistant Shunt. Analog Device, Inc. USA. [16] Mouline, Etienne. 2002. Measuring
[17] Sauer, Peter W. 2003. What is Reactive
Power?. Urbana-Champaign :
University of Illionis. [18] Power Factor Effect.
http://EnergyIdeas.org [19] Current Transformer, Voltage
Transformer, and Instrument Transformer.
// DSP (Digital Signal Processing) Routine
#include "MAXQ3120.h"
#include "AMR.h"
#include <math.h>
//constant
static float V_gain, I_gain;
static int OFF_ADC0,OFF_ADC1;
static float POWER_CONSTANT, V_CONSTANT, I_CONSTANT, ENERGY_CONSTANT;
static int sample_count, energy_sample, data_count, cycle_count;
static char sample_neg, zero_crossf, timer0_count;
static int prev_sample_i, prev_sample_v;
static long long realpowerE_sum,realpower_sum;
static long long v2_sum,i2_sum,v2_acc,i2_acc;
static sign_mac realpower_acc;
static int frecuency;
static float Energy;
void accumulateRealPower(int i_sample, int v_sample) {
initMAC(MULTIPLY_ADD); preloadMAC(realpower_acc.Byte);
realpower_acc.Byte = getMAC(v_sample, i_sample); }
void accumulateV2(int v_sample) {
initMAC(SQUARE_ADD); preloadMAC(v2_acc);
v2_acc = getSQUARE(v_sample); }
void accumulateI2(int i_sample) {
initMAC(SQUARE_ADD); preloadMAC(i2_acc);
i2_acc = getSQUARE(i_sample); }
void LineCycleRoutine(void) {
v2_sum = v2_acc; i2_sum = i2_acc; v2_acc = 0; i2_acc = 0;
if ( realpower_acc.byte_array[2] == 0xFF) {
realpower_acc.byte_array[3] = 0xFFFF; realpower_acc.byte_array[2] = 0xFFFF; }
realpowerE_sum += realpower_acc.Byte; realpower_sum = realpower_acc.Byte; data_count = sample_count;
if((zero_crossf > 0) && (sample_count < 50)) return; // remove sero_cross by noise
sample_neg = 1; }
if ((sampleADC >= 0) && sample_neg) {
if ((zero_crossf > 0) && (sample_count < 50)) return; // remove sero_cross by noise
zero_crossf++; if(zero_crossf == 1) {
startTimer1(); // timing for kwh calculation
startTimer0(); // timing for frecuency calculation
}
if(zero_crossf > 1) {
LineCycleRoutine(); // Save accumulated variabel
cycle_count +=1; // count cycle for frequency
}
sample_neg = 0; }
}
float GetPower(char p_opt) {
switch(p_opt) {
case 0:
return Get_RealPower(); break;
case 1:
return Get_TotalPower(); break;
case 2:
return Get_ReactivePower(); break;
} }
float Get_RealPower() {
return (realpower_sum * POWER_CONSTANT)/data_count ; }
float Get_TotalPower() {
float V_RMS,I_RMS;
V_RMS = GetRMS(RMS_VOLTAGE); I_RMS = GetRMS(RMS_CURRENT); return V_RMS * I_RMS; }
float Get_ReactivePower() {
float RealPower, TotalPower; RealPower = Get_RealPower(); TotalPower = Get_TotalPower();
return sqrt( pow(TotalPower,2) - pow(RealPower,2) ); }
float Get_PowerFactor() {
int Get_Frecuency() {
return frecuency; }
float GetRMS(char rms_opt) {
if(rms_opt == RMS_VOLTAGE) {
return sqrt( ((float)v2_sum/sample_count)) * V_CONSTANT; // 140
}
if(rms_opt == RMS_CURRENT) {
return sqrt( ((float)i2_sum/sample_count)) * I_CONSTANT; // 140
} }
void adc_interrupt(void) __interrupt {
int sample_v,sample_i; float Energy_seq; sign_mac realpower_seq; switch(IIR & 0x0E) {
case IIR_II1:
case (IIR_II1 | IIR_II3): if((++timer0_count)== 11) {
frecuency = cycle_count; cycle_count = 0;
timer0_count = 0; }
setTimer0(0x1342); // reset timer
T0CN &= ~0x20; // clear timer0 flag
break;
case IIR_II2:
case (IIR_II2 | IIR_II3): case (IIR_II1 | IIR_II2):
case (IIR_II1 | IIR_II2 | IIR_II3):
// converting 32 bit variabel to 40 bit in 2'complement format
realpower_seq.Byte = realpower_acc.Byte; if ( realpower_seq.byte_array[2] == 0xFF) {
realpower_seq.byte_array[3] = 0xFFFF; realpower_seq.byte_array[2] = 0xFFFF; }
// calculate energy usage for 50 ms duration
Energy_seq = ((realpowerE_sum+realpower_seq.Byte) * ENERGY_CONSTANT)/ energy_sample; //120 10
realpowerE_sum = - realpower_seq.Byte; //22
Energy += Energy_seq; // accumulate energy usage
energy_sample = 0; T1CN &= ~0x80; break;
case IIR_II3:
sample_v = ADC0 - OFF_ADC0; sample_i = ADC1 - OFF_ADC1;
ZeroCrossingDetector(sample_v); // check if zero crossed
if (!zero_crossf) return; sample_count++;
energy_sample++; accumulateI2(sample_i); accumulateV2(sample_v);
accumulateRealPower(sample_v,sample_i); break;
i2_sum = 0; i2_acc = 0; realpower_sum = 0; realpowerE_sum = 0; sample_count = 0; energy_sample = 0; energy_sample = 0; sample_neg = 0; zero_crossf = 0; cycle_count = 0; timer0_count = 0; V_gain = 409.1426; I_gain = 7.784; OFF_ADC0 = -23; OFF_ADC1 = -19;
POWER_CONSTANT = (float)V_gain*I_gain/1073741824; V_CONSTANT = (float)V_gain/32768;
I_CONSTANT = (float)I_gain/32768;
ENERGY_CONSTANT= (float)POWER_CONSTANT * 0.05/3600;
setIV(adc_interrupt); // define interrupt vector
IC |= 0x01; // enable global interrupt
General Description
The MAXQ3120 evaluation kit (EV kit) is a proven plat-form to conveniently evaluate the capabilities of the MAXQ3120 dual analog-to-digital converter (ADC) microcontroller. The kit contains the MAXQ3120 with the ADC inputs and spare GPIO pins brought out to headers, a JTAG programming interface, an on-board 3.3V power supply, and a 3.5 digit LCD. With the included serial-to-JTAG interface board, JTAG cable,and an RS-232 cable connected to a Windows®
-com-patible computer, the kit provides a completely func-tional system ideal for evaluating the MAXQ3120.
Evaluation Kit Contents
♦ MAXQ3120 Evaluation Kit Board with Processor
and 8MHz Crystal Installed
♦ Serial-to-JTAG (MAXQJTAG) Interface Board,
Serial Cable, and JTAG Cable
♦ MAXQ3120 Evaluation Kit CD
♦ Third-Party Compiler Tools Evaluation CD(s)
Features
♦ Easily Loads Code Using Bootstrap Loader andSerial-to-JTAG Interface Board
♦ JTAG Interface Provides In-Application
Debugging Features
Step-by-Step Execution Tracing
Breakpointing by Code Address, Data Memory Address, or Register Access
Data Memory View and Edit
♦ Static 3.5 Digit LCD Display Driven Directly by
MAXQ3120
♦ On-Board 3.3V Power-Supply Regulator
♦ EV Kit Board can be Powered Directly Over JTAG
Interface or from DC Power Supply
♦ Indicator LED Driven from Port Pin P0.6
♦ Pushbuttons for Reset, Three GPIO Inputs and
One External Interrupt
♦ RS-232 Interface Included on Serial Port 1
♦ Included Full Board Schematics Provide a
Convenient Reference Design
Evaluates: MAXQ3120
MAXQ3120 Evaluation Kit
______________________________________________Maxim Integrated Products 1
LCD
RESET MAXQ3120-FFN+
POWER LED
USER SERIAL PORT
PROTOTYPE AREA
JTAG INTERFACE CABLE
JTAG INTERFACE BOARD 5V POWER CONNECTOR
SERIAL DEBUG PORT
For pricing, delivery, and ordering information, please contact Maxim/Dallas Direct! at
1-888-629-4642, or visit Maxim’s website at www.maxim-ic.com.
MAXQ is a trademark of Maxim Integrated Products, Inc. Windows is a registered trademark of Microsoft Corp.
Figure 1. MAXQ3120 Evaluation Kit Setup
Ordering Information
PART DESCRIPTION
Evaluates: MAXQ3120
2 _____________________________________________________________________
Component List
DESIGNATION QTY DESCRIPTION SUPPLIER/
PART NUMBER
C1 1 100µF tantalum capacitor
Nichicon F931A107MNC
C2 1 100nF tantalum capacitor
Nichicon F921V104MAA
C3 1 47µF tantalum capacitor
Nichicon F931A476MCC
C4, C5, C6, C7 4 1µF ceramic
capacitors (0805) Generic
C8–C18 11 100nF ceramic
capacitors (0805) Generic
C21 1 10nF ceramic
capacitor (0805) Generic
C22, C23 2 4.7µF capacitors
(0805) Generic
D3 1 Surface-mount red
LED (0805) Generic
J4 1 RS-232 DB9 female connector
AMP 747844-4
JP1 1 1 x 2 header, 0.1in spaced
3M
929834-02-02
JP2, JP5 2 1 x 3 headers, 0.1in spaced
3M
929834-02-03
JP3 1 2 x 5 header, 0.1in spaced
3M
929836-02-05
JP6 1 Static 3V–5V, 3-1/2 digit LCD
Lumex LCD-S3X1C50TR/A
DESIGNATION QTY DESCRIPTION SUPPLIER/
PART NUMBER
JP9 1 1 x 4 header, 0.1in spaced
3M
929834-02-04
L1 1 56µH inductor J.W. Miller 78F560J
R2–R7, R14, R15, R16 9
10kΩ ±5%, 1/8W
resistors (0805) Generic
R8 1 470Ω ±5%, 1/8W
resistor (0805) Generic
R10 1 0Ω shunt —
R18 1 2.2Ω ±5%, 1/8W
resistor (0805) Generic
S1–S5 5 SPST N/O pushbutton
Omron B3W-1052BYOMZ
U1 1
MAX1658 350mA Linear regulator
Maxim MAX1658ESA
U3 1
MAXQ3120 Dual ADC microcontroller
Maxim
MAXQ3120-FFN
U5 1
MAXQ3160 Multiprotocol transceiver
Maxim MAX3160CAP
X1 1 32.768kHz, 6pF crystal
Epson C-002RX 32.7680K-E
X2 1 8MHz crystal
Citizen
HC49US8.000M ABJ
Figure 2. MAXQ3120 Serial-to-JTAG Interface
TEST MODE SELECT
JTAG/TAP INTERFACE RS-232
INTERFACE
SERIAL-TO-JTAG INTERFACE
ADAPTER WINDOWS
PC
SERIAL (COM) PORT
TEST CLOCK
TEST DATA IN
TEST DATA OUT
_____________________________________________________________________ 3
Detailed Description
This EV kit must be used with the following documents: • MAXQ3120 Data Sheet
(www.maxim-ic.com/MAXQ3120) • MAXQ Family User’s Guide
(www.maxim-ic.com/MAXQUG)
• MAXQ312x User’s Guide Supplement (www.maxim-ic.com/MAXQ3120UG)
The MAXQ3120 EV kit board is fully defined in the included schematic. However, a short description of the major components and connectors of the boards follows.
Power Supplies
There are three ways to set up power supplies when using the MAXQ3120 EV kit. The two boards that require power supplies are the MAXQ3120 EV kit board and the serial-to-JTAG interface board.
Figure 3. MAXQ3120 Evaluation Kit Functional Layout
WINDOWS PC WITH SERIAL (COM) PORT (USER SUPPLIED)
POWER SUPPLY 5V DC ±5%
> 300mA
RS-232 J1 SERIAL
J1 SERIAL RS-232 INTERFACE
PROTOTYPING AREA JTAG
CONNECTOR
JTAG CONNECTOR
SERIAL- TO-JTAG INTERFACE
BOARD
JTAG INTERFACE
+3.3V FIXED POWER SUPPLY
RESET
PB1
PB2
PB3
P0.6
PB4 8MHz CRYSTAL
3.5 DIGIT x 7-SEGMENT LCD
32kHz CRYSTAL (FOR REAL-TIME
CLOCK) J2
JH3
Evaluates: MAXQ3120
Running Both Boards from Separate Power Supplies
To run each of the boards from its own power supply, connect supplies as follows.
• Connect a 5V ±5% regulated DC wall supply to the J2 power plug of the serial-to-JTAG interface board. • Connect a 3.3V regulated bench supply to test points
VCCand GND on the MAXQ3120 EV kit board.
Note: When using two power supplies in this man-ner, the JP3 jumper on the serial-to-JTAG board must be DISCONNECTED.
Running Both Boards from a Single Power Supply
If the serial-to-JTAG interface board is being used, a single power supply can be used to power both boards as follows.
• Connect a 5V ±5% regulated DC wall supply to the J2 power plug of the serial-to-JTAG interface board. • Connect the JH3 jumper on the serial-to-JTAG
inter-face board.
Note: Do not connect a power supply to the test points on the MAXQ3120 EV kit when powering the boards in this manner.
Running the MAXQ3120 EV Kit Board from a Single Power Supply
If the MAXQ3120 has already been programmed using the JTAG interface, it is possible to disconnect the seri-al-to-JTAG board and power-up the MAXQ3120 EV kit board on its own. This simply executes the previously loaded firmware, with no possibility of in-application load or debugging.
• Connect a 3.3V regulated bench supply to test points VCCand GND on the MAXQ3120 EV kit board.
Internal Power Rail
If the MAXQ3120 EV kit is powered from the serial-to-JTAG board, it generates a 3.3V internal power rail from the 5V DC input power supply. This supply can be used to provide up to 100mA to circuitry on the proto-typing area.
Using the LCD
The LCD included on the MAXQ3120 EV kit is a static (nonmultiplexed) 3V display with 3.5 digits of 7 seg-ments each (Figure 4).
When the LCD controller is configured to static mode, the display’s segments are memory mapped as noted in Table 1. (Refer to Table 29 in the MAXQ312x Supplementfor more details.)
[image:30.612.54.554.433.600.2]4 _____________________________________________________________________
Figure 4. LCD Configuration
1A
1F
K
C O L 1G
1D
2G
2D
3G
3D 1E
2F
2E 1B
1C
3F
3E
3B
3C 2B
2C
2A 3A
X Y X
DP2 DP3
Table 1. LCD Memory Map (Static)
REGISTER BIT 7 BIT 6 BIT 5 BIT 4 BIT 3 BIT 2 BIT 1 BIT 0
LCD0 2G 1G 1F 1E 1D 1C 1B 1A
LCD1 3A DP2 2F 2E 2D 2C 2B 2A
LCD2 COL DP3 3G 3F 3E 3D 3C 3B
[image:30.612.50.556.626.730.2]Evaluates: MAXQ3120
MAXQ3120 Evaluation Kit
_____________________________________________________________________ 5 C15 100nF 10V 1 2 C16 100nF 10V 1 2 C17 100nF 10V 1 2 C18 100nF 10V 1 2 C22 4.7µF 10V 1 2 1 2 1 2 C23 4.7µF 10V 1 2 C10 100nF 10V 1 2 C21 100nF 10V AVDD 1 TP7 GND IN3 IN6 1 1 2 IN7 C1 100µF 10V P35 TP8 GND TP9 GND TP10 GND 1 1 1 DVDD L1 56µH
R18 2.2Ω R10 0Ω 1 2 C9 100nF 10V 1 2 VBAT JP1 JP9
ADC INPUTS SPARE GPIO, BATTERY
TP11 +5V RST 1 1 2 C2 0.1µF 10V 3 6 7 SHDN 2 OUT4 U1 OUT5 4 5 1 2 C3 4.7µF 10V SET GND 1 8 TP14 DVDD 1 2 P34 3 3 ANON 4 ANOP 1 AN1N 2 AN1P 5 7 1 TCK TDO TMS KEY TDI
[image:31.792.85.691.62.544.2]_____________________________________________________________________ P0.0/SQW DV DD DV DD DV DD DV DD AV DD DVDD AVDD
N.C. N.C. N.C. 22 38 60 74 44 35 36 49
DGND DGND
DGND DGND DGND AGND N.C. N.C. N.C.
37 43
[image:32.792.67.697.53.550.2]Evaluates: MAXQ3120
MAXQ3120 Evaluation Kit
_____________________________________________________________________ 7 20 3B SEG16 19 3C SEG17 18 3D SEG18 17 3E SEG19 16 DP3 SEG22 15 2C SEG10 14 2D SEG11 13 2E SEG12 12 DP2 SEG14 11 1C SEG2 10 4 2 1D SEG3 9 1E SEG4 3 K SEG25 2 Y SEG24 COMO SEG[26...0} 1 COM LCD-S3X1C50TR/A U3 S5 8 DP1 7 N.C. 6 N.C. 5 N.C. 4 21 SEG15 22 SEG20 23 SEG21 24 SEG9 25 SEG8 26 SEG13 27 SEG7 28 SEG23 29 SEG1 30 SEG0 31 SEG5 32 3 1 SEG6 38 39 SEG26 40 33 34 35 36 37 N.C. 3A 3F 3G 2B 2A 2F 2G COL 1B 1A 1F 1G LOBAT X COM N.C. N.C. N.C. N.C. OVER VADJ VLCD2 VLCD1 VLCD 4 2 S4 3 1 4 2 S3 3 1 4 2 S1 DVDD 3 1 P0.5 P0.0 P0.1 P0.2 R2 10kΩ 1 2 R14 10kΩ 1 2 R15 10kΩ 1 2 R16 10kΩ C4 1µF 10V 1
2 C5 1µF 10V 1
2 C6 1µF 10V 1
[image:33.792.72.685.59.537.2]_____________________________________________________________________
2 VCC
DI/T1IN
C1+ V+
V-C11
100nF 10V R7
10kΩ
C13 100nF 10V
C14 100nF 10V
C1-P3.6
P2.7
P0.3
P3.7
P0.7
DVDD DVDD
2 JP2
RS-485/RS-232 SELECT R5 10kΩ
3 2 1
1
1 20
1
1 2
2 17 1
3
2
1
2
1
2 C12 100nF 10V
19
18 C2+
C2-16
DE485/T2IN 15
R0/R2OUT 8
SHDN 9 7
R1OUT
RS-485/RS-232 11
HPDLX 12
2 JP5
HALF/FULL DUPLEX R6
10kΩ
3 2 1
1
Z(B)/T1OUT 5
5 J4
DB9 FEMALE CONNECTOR
J3
RJ-11 6-PIN 9
4 8 3 7 2 6 1
Y(A)/T2OUT 6
B/R1IN 14
A/R2IN 13 DVDD
U5
1 2 3 4
6 5 FAST
10
GND 4
[image:34.792.80.691.55.541.2]Evaluates: MAXQ3120
MAXQ3120 Evaluation Kit
it patent licenses are
_____________________
9
Printed USA
is a registered trademark of Maxim Integrated Products, Inc.
is a registered trademark of Dallas Semiconductor Corporation.
TCK TMS TDI SDA SCL SDA SCL TDO R eset VTREF RST V50 V50 V50 V50 VCC V50 V50 V50 V50
VC C
V50 V50 VCC V50 V50 VCC V50 TMS TDI TDO TCK JTAG INTERFACE
5V DC ±5%
OPEN = RESET SHORT = LOADER
SPREAD EMI OPTION CRYSTAL
OPTION PLACE EITHER: A) C7+C8+Y1 OR B) U7+R6 NOT BOTH! SHORT TO USE DTR DB9 FEMALE ASYNC SERIAL INTERFACE Available ’430 I/O
TMS TDI TDO TCK /Enable C9 22pF C5 100nF JH3 2 PIN 1 2 C13 100nF U4 MAX203ECWP V CC 7 T1OUT 5 T2OUT 18 R1IN 4 R2IN 19 C2+ 12 C2b+ 15 C2- 16 C2b- 11 T1IN 2 T2IN 1 R1OUT 3 R2OUT 20 C1+ 13 C1-14 V-10 Vb-17 V+ 8 GNDa 6 GNDb 9 C14 3.3µF
C16 10nF U7 DS1086 OUT 1 SPRD 2 VCC 3 GND 4 OEPD 56
SDASCL 7 8 C18 100nF R9 47kΩ FB8 Bead FB2 J1 5 9 4 8 3 7 2 6 1 U6D 74VHC125 10 9 8 14 7 U3 DS89C430-ENL RST
4 GND 16 GND 17 PSENALE 2627 EA 29 GND 39 P0.0/AD0 37 P0.1/AD1 36 P0.2/AD2 35 P0.3/AD3 34 P0.4/AD4 33 P0.5/AD5 32 P0.6/AD6 31 P0.7/AD7 30 P1.0/T2 40 P1.1/T2EX 41 P1.2 42 P1.3 43 P1.4 44 P1.5 1 P1.6 2 P1.7 3 P2.0/A8 18 P2.1/A9 19 P2.2/A10 20 P2.3/A11 21 P2.4/A12 22 P2.5/A13 23 P2.6/A14 24 P2.7/A15 25 P3.0/RXD 5 P3.1/TXD 7 P3.2/INT0 8 P3.3/INT1 9 P3.4/T0 10 P3.5/T1 11 P3.6/WR 12 P3.7/RD 13 XTAL1 15 XTAL2 14 VCC
386 VCC GND 28
J2 COAXIAL POWER JACK
1 1 2 2 3 3 R6 R7 2.2kΩ R8 47kΩ 0Ω C11 100nF R13 1.0KΩ U6B 74VHC125 4 5 6 C12 10nF F1 500mA U1 MAX9140EUK-T OUT 1 GND 2 IN+ 3 IN-4 VDD 5 C15 100nF C1 100nF JH1 2-PIN 1 2 P2 5x2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C3 100nF R5 68kΩ C9 10nF FB10 FB3 JH2 1 2 FB6 BEAD D2 1N5819 R14 3.3KΩ FB9 Bead Q1 2N7002 U6C 74VHC125 13 12 11 FB1 BEAD BEAD BEAD BEAD BEAD BEAD D1 1N5908 C2 10nF R1 47Ω R2 47Ω R11 10kΩ R15 10Ω R4 47Ω C19 100nF C6 100nF R10 820Ω C21 47pF R3 47Ω R12 47Ω C4 100nF U5 MAX4619CUE Y1 1 Y0 2 Z1 3 Z 4 Z0 5 EN 6 N.C. 7 8 C 9 B 10 A 11 X0 12 X1 13 X 14 Y 15 16 FB7 Bead U2 MAX3204EET IO1 1 IO2 2 GND 3 IO3IO445
VCC VCC GND 6 C20 3.3uF FB4 C8 22pF C17 100nF U6A 74VHC125 1 2 3 DS1 LED P3 3-PIN MALE 1 1 2 2 3 3 Y1 7.3728MHz P1
[image:35.792.105.691.56.549.2]PENCATATAN PEMAKAIAN LISTRIK DIGITAL
HUDARSONO
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
HUDARSONO (G74103001). Perancangan Alat Pencatatan Pemakaian Listrik Digital. Dibimbing oleh MAHFUDDIN ZUHRI dan AHMAD AMINUDIN.
Penelitian ini dilakukan untuk merancang sebuah alat pencatatan pemakaian listrik (meteran listrik) digital untuk penggunaan skala kecil (rumah tangga) dengan akurasi yang diperoleh dari hasil pengujian adalah 98%. Meteran listrik ini juga memiliki kemampuan untuk berkomunikasi dalam jaringan karena meteran listrik memiliki fitur device addressing yang memungkinkan pembedaan antara meteran listrik yang satu dengan yang lainya. Selain itu, meteran listrik juga dapat berkomunikasi dengan PC (Personal Computer) melalui komunikasi serial dengan interface RS232 melalui aplikasi software yang telah dibuat dalam penelitian ini. Variabel listrik yang dapat dibaca oleh meteran listrik ini adalah akumulasi pemakaian energy, tegangan RMS, arus RMS, daya aktif, daya reaktif, daya total, faktor daya, dan frekuensi.
HUDARSONO
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Menyetujui :
Mahfuddin Zuhri, M.Si
Ahmad Aminudin, M.Si
Pembimbing I
Pembimbing II
Mengetahui,
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Prof. Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP. 131 473 999
Penelitian yang telah diselesaikan ini bertemakan perancangan pencatatan pemakaian listrik digital. Skripsi ini dibuat dalam rangka untuk memperoleh gelar sarjana dari Departemen Fisika IPB Bogor. Skripsi ini telah memuat hal – hal utama dan penting dalam penelitian ini, dan diharapkan karya ini akan berguna untuk perkembangan penelitian selanjutnya.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah ikut berkontribusi sehingga skripsi dapat selesaikan dalam rangka memperoleh gelar sarjana. Ucap
