MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA
LISTRIK BERBASIS ATMega 8535
MENGGUNAKAN PC
SKRIPSI
TIMBUL MULYA DAVID
090801057
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2014
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
TIMBUL MULYA DAVID 090801057
PERSETUJUAN
Judul : MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMEGA 8535 MENGGUNAKAN PC
Kategori : Skripsi
Nama : Timbul Mulya David Nomor Induk Mahasiswa : 090801057
Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara
Diluluskan di: Medan, 10 Juni 2014
Komisi Pembimbing
Pembimbing I Pembimbing II
Dr. Marhaposan Situmorang Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc Nip. 195510301980031003 Nip.196006031986011002
Disetujui Oleh : Ketua Departemen Fisika
Dr. Marhaposan Situmorang Nip.195510301980031003
PERNYATAAN
MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya
Medan, 10 Juni 2014
Timbul Mulya David 090801057
iii
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan kekuatan, petunjuk dan Anugrah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul : “MINIATUR MONITORING DAN
PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535
MENGGUNAKAN PC”.
Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Keluarga tercinta, khususnya kedua orangtua saya (Ayahanda Biliher Syarifuddin Panjaitan dan Ibunda Nurselly br. Simanjuntak) atas kasih sayang, doa, motivasi dan kerja kerasnya dalam mencukupi kebutuhan saya. Dan juga kakak-kakak saya Rotua Krisnawaty br. Panjaitan, Yunita Vera Ulina br. Panjaitan, dan adik saya Minarti br. Panjaitan atas doa dan motivasinya.
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng. Sc yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan/ide demi sempurnanya skripsi ini.
3. Bapak Drs. Nasir Saleh, M. Eng. Sc (+) selaku dosen wali saya yang telah banyak memberikan motivasi semasa hidupnya selama perkuliahan, Bapak Drs. Syahrul Humaidi, Msc selaku sekretaris Departemen Fisika, beserta seluruh Civitas Akademika FMIPA khususnya seluruh staf pengajar dan pegawai yang selalu memperhatikan proses studi di Departemen Fisika FMIPA USU
4. Oppung S. Panjaitan br Silaen (+) dan keluarga J Panjaitan br. Siahaan serta seluruh keluarga besar Panjaitan demikian juga seluruh saudara-saudara sepupu atas semangat dan motivasinya.
5. Oppung G Simanjuntak br Panjaitan (+) dan Keluarga Drs J. Simanjuntak br. Pasaribu serta seluruh keluarga besar Simanjuntak demikian juga seluruh saudara-saudara sepupu atas semangat dan motivasinya.
6. Teman-teman seperjuangan dalam menyelesaikan skripsi Ferdi Aulia Mirda dan Poltak Simarmata atas dukungan dan motivasinya
7. Teman-teman stambuk breaving 2009 (Sony, Enra, Rieni, Esra, Andrian, Silvi, Helen, Ferdy, Nurzanah, Masria, Emy, Jenny, Agus, Agus Ningsih, Sabam, Resdina, Zainalludin, Suhartina, Stevani, Resdina, Mega, Yosua, Wenny, Natanael, Kalam, Ferdi, Poltak, Istas, Andico, Eldo, Arvilla, Fitri, Sukria, Monora, Septiana, Ade, Abul, dan rekan lainnya) beserta seluruh keluarga besar IMF yang telah memberikan semangat dan motivasinya.
8. Seluruh keluarga, saudara-saudari, teman-teman, abang/kakak dan rekan-rekan lainnya yang tidak dapat saya ucapkan satu persatu, terima kasih buat doa dan dukungannya. Semoga Tuhan selalu memberkati kita semua
Menyadari akan keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis dan juga keterbatasan waktu, saya merasa bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu dengan segala kerendahan hati, penuis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat yang bersifat membangun demi menyempuranakan tugas akhir ini
Medan, 10 Juni 2014
v
MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC
ABSTRAK
Pada tahun 2013 pemakaian daya listrik kota Medan mencapai 90,48 Tera watt, hal ini dikarenakan tidak adanya penerapan manajemen energy sebagai upaya strategis untuk menghemat energi listrik.
Sebagai salah satu cara manajemen pemakaian daya listrik adalah melalui pemantauan langsung pemakaian listrik. Karena itu dibuatlah alat untuk memonitoring daya yang digunakan menggunakan ACS-712 sebagai sensor arus dan Transformator sebagai sensor tegangan sehingga dapat dimonitoring nilai daya yang digunakan. Nilai arus dan tegangan tersebut akan diterima mikrokontroler ATMega 8535 yang telah diisi program untuk mengubah besaran tegangan analog menjadi besaran digital yang dikirim ke PC menggunakan RS 232 dan ditampilakan dalam bentuk grafik
Dari hasil pengukuran dan monitoring diperoleh bahwa kesalahan rata-rata cukup kecil yaitu 3,64% , sehingga alat ini cukup baik untuk digunakan sebagai sebuah alat pengukuran dan pemantauan penggunaan daya listrik
MINIATURE POWER USAGE AND MONITORING BASED ATMega 8535 USING PC
ABSTRACT
In 2013 the city of Medan power consumption reached 90.48 Tera watts , this is due to lack of implementation of energy management as a strategic effort to conserve electrical energy .
As a way of electric power consumption management is through the direct monitoring of power consumption . Since it was established tool for monitoring power use ACS - 712 is used as a current sensor and voltage transformers as sensors can be monitored so that the value of the power used . The voltage and current values will be accepted ATMega 8535 microcontroller which has been filled program to convert the analog voltage magnitudes into digital quantities are sent to the PC using the RS 232 and displayed in graphical form
From the measurement and monitoring found that the average error is 3.64 % is quite small , so it 's quite good tool to use as a means of measuring and monitoring the use of electric power
vii DAFTAR ISI Halaman Persetujuan i Pernyataan ii Penghargaan iii Abstrak v Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel ix Daftar Gambar x Daftar Lampiran xi BAB I. PENDAHULUAN 1 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Rumusan Masalah 2 1.3 Batasan Masalah 2 1.4 Tujuan Penelitian 2 1.5 Manfaat Penelitian 3 1.6 Sistematika Penulisan 3
BAB II. LANDASAN TEORI 4
2.1 Arus Listrik 4
2.2 Tegangan 5
2.3 Daya 6
2.5 Transformator 6
2.5 Pengenalan Visual Basic 9
2.5.1 Project 10
2.5.3 Form 10
2.5.4 Coding Atau Syntax 10
2.6 Mikrokontroler ATMega 8535 11
2.6.1 Fitur ATMega8535 12
2.6.2 Konfigurasi Pin ATMega8535 12
2.6.3 Peta Memori 13
2.6.4 Komunikasi Serial USART 14
2.6.4.1 Pengiriman Data 15
2.6.4.2 Penerimaan Data 15
2.6.5 ADC (Analog To Digital Converter) 16
2.7 Komunikasi Serial RS 232 16
2.7.1 Karakteristik Sinyal Serial Port 17
2.7.2 Serial Port pada PC 18
2.7.3 Konfigurasi Serial Port 18
2.7.4 Transmisi Data Pada RS232 19
2.7.5 Converter Logika RS232. 20
BAB III. PERANCANGAN ALAT 21
3.1.2 Rangkaian Power Supply 22 3.1.3 Rangkaian ACS 712 (Allegro Current Sensor 712) 23 3.1.4 Rangkaian Sensor Tegangan 25 3.1.5 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 26 3.1.6 Perancangan Pada PC 27
3.2 Perancangan Perangkat Lunak (software) 28 3.2.1 Flowchart rangkaian pada Mikrokontroler 28
3.2.2 Flowchart pada PC 30 BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA DATA 32 4.1 Pengujian Alat 32 4.1.1 Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan 32 4.1.2 Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega
8535 32
4.1.3 Pengujian RS 232 33 4.1.4 Pengujian Sistem Keseluruhan 33 4.2 Analisa Data 37 4.2.1 Analisa Data Untuk Sensor Arus 37 4.2.2 Analisa Data Untuk Sensor Tegangan 40 4.2.3 Analisa Data Untuk Daya 42 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 43 5.1 Kesimpulan 43
5.2 Saran 43
DAFTAR PUSTAKA 44
ix
DAFTAR TABEL
No. Tabel Judul Halaman Tabel 2.1 . Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB 9 19 Tabel 3.1 Fungsi masing-masing Pin IC ACS 712 24 Tabel 4.1 Nilai Hasil Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan
DAFTAR GAMBAR
No. Gambar Judul Halaman Gambar 2.1 Transformator Step-Up 7 Gambar 2.2 Transformator Step-Down 8 Gambar 2.3 Diagram blok fungsional ATMega 8535 11 Gambar 2.4 Pin ATMega8535 13 Gambar 2.5 Peta Memori Program AVR ATMega8535 14 Gambar 2.6 RS232 DB9 18 Gambar 2.7 Rangkaian RS 232 20 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 21 Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply 22 Gambar 3.3 Rangkaian ACS712 23 Gambar 3.4 Diagram Blok ACS 712 25 Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Tegangan 25 Gambar 3.6 Rangkaian mikrokontroler ATMega 8535 26 Gambar 3.7 Flowchart Rangkaian Pada Mikrokontroler 28 Gambar 3.8 Flowchart Pada PC 31 Gambar 4.1 Hasil monitoring daya menggunakan lampu 25 watt 33 Gambar 4.2 Hasil monitoring daya menggunakan lampu 40 watt 34 Gambar 4.3 Hasil monitoring daya menggunakan lampu 100 watt 35 Gambar 4.4 Hasil monitoring daya menggunakan lampu 350 watt 36
xi
DAFTAR LAMPIRAN
No. Lampiran Judul Halaman Lampiran A Gambar Rangkaian Miniatur Monitoring Daya Listrik PLN
Berbasis ATMega 8535 Menggunakan PC 45 Lampiran B Gambar Keseluruhan Alat dan Bagian-Bagiannya 46 Lampiran C Data Untuk Daya 25 Watt selama 1 jam dalam Microsoft
Access 47
Lampiran D Data Untuk Daya 40 Watt selama 1 jam dalam Microsoft
Access 57
Lampiran E Data Untuk Daya 100 Watt selama 1 jam dalam Microsoft
Access 67
Lampiran F Data Untuk Daya 350 Watt selama 1 jam dalam Microsoft
Access 75
Lampiran G Program Bahasa C Pada Mikrokontroler ATMega 8535
Menggunakan Software Code Vision AVR 87 Lampiran H Program Visual Basic 6.0 Pada PC 93
