PROGRAMMABLE SWITCHING POWER SUPPLY
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
ANDRI FIRMANSYAH RAYES
NIM: 06.530.034
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAMMABLE SWITCHING POWER SUPPLY
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
ANDRI FIRMANSYAH RAYES
NIM: 06.530.034
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas rahmat, hidayah dan berkat segala kemurahan-Nya telah memperkenankan penulis untuk dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul “PROGRAMMABLE SWITCHING POWER SUPPLY”.
Penulisan dari tugas ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Allah SWT Atas segala cinta kasih dan berkah-Nya.
2. Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, MT dan Ir. Diding Suhardi, MT selaku dosen Pembimbing I dan Pembimbing II.
3. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT dan M. Chasrun Hasani, ST, MT selaku dosen Penguji I dan Penguji II.
4. Seluruh Dosen dan Staff Jurusan Elektro, yang selalu memberikan masukan dan dukungan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Orang Tua saya tercinta, Kakak saya Suar Cahyani Rayes dan Mas Dwi serta si kecil Vieta dan juga adik saya Evi Mauliani Rayes atas segala do’a dan perjuangan kalian yang tak henti-hentinya. Terimakasih banyak atas semangat, bantuan, serta kebanggaan yang selalu kalian berikan untuk saya. 6. Untuk Mas Ruri, terimakasih banyak atas bimbingannya dalam
7. Semua rekan Jurusan Elektro, khususnya teman – teman Elektro angkatan 2006 terima kasih banyak atas semua bantuannya selama kuliah.
8. Kepada semua pihak yang tidak bisa disebutkan semuanya, terima kasih banyak atas dukungan, do’a serta semangatnya
Sekali lagi kepada mereka, penulis dengan tulus mengucapkan terima kasih atas bantuannya, semoga amal baik Bapak, Ibu, dan saudara semua mendapat balasan yang sepantasnya dari Allah SWT dan hubungan kita selalu terjaga dalam keridhoan-Nya. Amin
Penulis sadar sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, kritik serta saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan.
Akhirnya penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan pengetahuan bagi pembaca.
Billahi Fii Sabilil Haq Fastabiqul Khairat
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL
LEMBAR PERSETUJUAN... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
SURAT PERNYATAAN... iii
ABSTRAKSI ... vi
ABSTRACT ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiv
BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Maksud dan Tujuan ... 2
1.3. Rumusan Masalah ... 2
1.4. Batasan Masalah ... 2
1.5. Metodologi Penelitian ... 3
BAB II. TEORI PENUNJANG
2.1. Transformator ... 5
2.1.1. Pengertian Transformator ... 5
2.1.2. Prinsip Kerja Transformator ... 6
2.4.3. Deskripsi Mikrokontroler ATmega32 ... 17
2.5. Rangkaian Driver Switching MOSFET ... 18
BAB III. PERANCANGAN SISTEM
3.1. Perencanaan dan Pembuatan Perangkat Keras (Hardware) ... 29
3.1.1. Perencanaan Rangkaian Dioda (Penyearah Tegangan) ... 30
3.1.2. Perencanaan Rangkaian Switching ... 32
3.1.3. Perencanaan Rangkaian Driver Switching MOSFET ... 34
3.1.4. Perencanaan Mikrokontroler ATmega32 ... 36
3.1.5. Perencanaan Rangkaian LCD ... 39
3.1.6. Perencanaan Rangkaian Keypad ... 40
3.2. Perencanaan dan Pembuatan Perangkat Lunak (Software) ... 40
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM 4.1. Pengujian Rangkaian Penyearah ... 43
4.1.1. Prosedur Pengujian Rangkaian Penyearah ... 43
4.1.2. Hasil Pengujian Rangkaian Penyearah ... 43
4.2. Pengujian Rangkaian Switching ... 44
4.2.1. Prosedur Pengujian Rangkaian Switching ... 44
4.2.2. Hasil Pengujian Rangkaian Switching ... 44
4.3. Pengujian Rangkaian L – C Filter ... 46
4.3.1. Prosedur Pengujian Rangkaian L – C Filter ... 46
4.3.2. Hasil Pengujian Rangkaian L – C Filter ... 46
4.4. Pengujian Tampilan LCD ... 47
4.4.1. Prosedur Pengujian Tampilan LCD ... 47
4.5. Pengujian Sistem Keseluruhan ... 49
4.5.1. Prosedur Pengujian Sistem Keseluruhan ... 49
4.5.2. Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan ... 50
4.6. Pengujian Sistem ... 52
4.6.1. Prosedur Pengujian Sistem ... 52
4.6.2. Hasil Pengujian Sistem ... 52
BAB V. PENUTUP 5.1. Kesimpulan ... 54
5.2. Saran ... 54 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.6. Diagram Blok Mikrokontroler ATmega32 ... 15
Gambar 2.7. Pin ATmega32 ... 16
Gambar 2.8. Arsitektur CPU dari AVR ... 16
Gambar 2.9. Rangkaian Driver Switching Mosfet ... 19
Gambar 2.10. Skematik Tombol Keypad ... 19
Gambar 2.11. Susunan Alamat pada LCD ... 20
Gambar 3.1. Blok Diagram Hardware ... 29
Gambar 3.2. Rangkaian Skematik Programmable Switching Power Supply ... 30
Gambar 3.3. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh ... 31
Gambar 3.4. Rangkaian Switching ... 32
Gambar 3.5. Rangkaian Driver Switching MOSFET ... 35
Gambar 3.6. Rangkaian Mikrokontroler ATmega32 ... 38
Gambar 3.7. Rangkaian LCD 16 X 2 ... 39
Gambar 3.8. Rangkaian Keypad ... 40
Gambar 3.9. Blok Diagram Penyusunan Program ... 41
Gambar 4.1. Blok Diagram Pengujian Rangkaian Penyearah ... 43
Gambar 4.2. Sinyal Tegangan Keluaran (DC) ... 43
Gambar 4.3. Blok Diagram Pengujian PWM ... 44
Gambar 4.4. Blok Diagram Pengujian Rangkaian L – C Filter ... 46
Gambar 4.5. Sinyal Tegangan Keluaran ... 46
Gambar 4.6. Blok Diagram Pengujian LCD ... 47
Gambar 4.7. Pengujian Tampilan LCD ... 48
Gambar 4.8. Programmable Switching Power Supply tampak dari depan ... 49
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Pin dan fungsi LCD M1632 ... 21
Tabel 2.2. Instruksi Function Set ... 22
Tabel 2.3. Instruksi Entry Mode Set ... 22
Tabel 2.4. Instruksi Display On / Off ... 23
Tabel 2.5. Instruksi Clear Display ... 24
Tabel 2.6. Instruksi Geser Kursor dan Display ... 24
Tabel 2.7. Instruksi Pergeseran Posisi Kursor ... 24
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Rangkaian Switching ... 44
Tabel 4.2. Hasil Pengujian ... 48
DAFTAR PUSTAKA
ATMEL AVR ATMEGA32 Data Sheets
Chrysis, George C. 1989. High Frequency Switching Power Supplies Theory and Design jilid 2. McGraw – Hill International Editions.
Daditraditya. 1989. Elektaon Ganesha ITB.
Dinamika Teknologi Vol. 1, No. 2; Pebruari 2007: 77 – 84
Linear and Switching Voltage Regulator Handbook. On Semiconductor Corporation.
http://elektro.lendraandrian.com/
http://telinks.wordpress.com/
http://www.electroniclab.com/
http://yosmedia.blogspot.com/
Pressmann, Abraham I. 1992. Switching Power Supply Design. McGraw – Hill International Editions.
Sulasno. 1990. Teknik Tenaga Listrik. Semarang : Satya Wacana.
Switchmode Power Supply Reference Manual, ON Semiconductor Rev.2 April 2000.
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Catu daya pada umumnya adalah catu daya memakai sistem linear. Pada catu daya sistem linear ini daya output yang dibutuhkan tidak murni tegangan karena ada yang terbuang dalam bentuk panas. Catu daya yang digunakan sekarang adalah catu daya yang menggunakan switching series pass regulator. Sama seperti catu daya sistem linear, catu daya ini menghasilkan tegangan yang bervariasi pula. Tapi keuntungannya catu daya ini memiliki disipasi daya untuk regulasi tidak menjadi besar karena tegangan yang dihasilkan tetap konstan dan arus yang mengalir tetap konstan. Catu daya ini dirancang secara digital yaitu output yang dihasilkan bisa melalui sebuah alat yaitu keypad untuk menginput nilai tegangan yang diinginkan sehingga tidak perlu memperkirakan besar atau nilai tegangan yang akan dikeluarkan.
2 1.2 Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari tugas akhir ini adalah :
1) Merencanakan dan membangun Programmable Switching Power Supply 2) Menganalisis kinerja Programmable Switching Power Supply yang telah
terbentuk dengan memfungsikannya sebagai penyedia masukan tegangan DC.
1.3 Rumusan Masalah
Dari latar belakang yang telah diuraikan tersebut di atas, maka timbul suatu permasalahan sebagai berikut :
1) Bagaimana membangun atau membuat Programmable Switching Power Supply?
2) Bagaimana kinerja Programmable Switching Power Supply yang telah terbentuk?
1.4 Batasan Masalah
Dalam tugas akhir ini pembahasan lebih ditekankan pada beberapa masalah, antara lain :
1) Membuat alat Catu Daya tipe Switching dengan tegangan maksimal 48 Volt DC.
3 1.5 Metodologi Penelitian
Untuk mencapai tujuan yang diinginkan dari penulisan materi tugas akhir ini, maka penulis mengadakan kegiatan antara lain :
1) Kajian Pustaka
Mengumpulkan referensi yang berkaitan dengan Switching Power Supply (Catu Daya Switching) dan IC tipe Atmega32, baik mengenai teknologi itu sendiri, perangkat keras dan perangkat lunak yang disyaratkan serta manual bagaimana Programmable Switching Power Supply terbentuk. 2) Persiapan Hardware dan Software
Dalam tahap ini akan dipersiapkan mengenai perangkat keras (hardware) yang digunakan untuk pengendalian sumber tegangan dan perangkat lunak dalam membangun PWM serta pemakaian ADC yang telah terdapat pada IC mikrokontroller, serta tampilan LCD untuk menampilkan tegangan yang diminta dengan menggunakan inputan keypad. Mikrokontroller ATmega32 ditulis dengan menggunakan bahasa C dan menggunakan AVR Studio dan Win AVR sebagai compilernya.
3) Rancang Bangun dan Desain Sistem
Melakukan perancangan (desain) meliputi penentuan perangkat keras dan topologi yang akan digunakan.
4) Pengujian Alat (Programmable Switching Power Supply)
4 5) Penulisan Laporan
Dalam penulisan laporan ini mengacu pada pedoman penulisan ilmiah dalam hal ini penulisan Tugas Akhir yang bentuk bakunya telah diatur oleh pihak Jurusan.
1.6 Sistematika Penulisan
BAB I Pendahuluan, berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, metode penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II Teori Penunjang, berisi semua dasar teori yang untuk selanjutnya digunakan pada bagian pembahasan.
BAB III Perancangan Sistem, dalam bab ini akan dibahas mengenai bagaimana merancang dan membangun Programmable Switching Power Supply.
BAB IV Pengujian dan Analisa Sistem, membahas tentang pengujian dan analisa kinerja Programmable Switching Power Supply yang sudah terbentuk untuk mengetahui bahwa sistem yang dibuat ini bekerja baik.
