Dalam sistem ini variabel-variabel listrik yang akan dikirim ke ruang kontrol dihubungkan dengan input dari transduser yang terlebih dahulu melalui trafo CT (bila diperlukan). Output dari transduser yang ditransmisikan melalui kabel peng- hantar diterima sebagai input oleh rangkaianana/o^wiVc/z. Setelah itu dikirimkan ke rangkaianylna/og Digital Converter (ADC) yang nantinya akan mengubah data dari analog ke digital. Data dari ADC dikirimkan ke Buffer lalu ke I/O map memory di Personal Computer (PC) yang kemudian dapat ditampilkan di layar.
Komponen-komponen penting penunjang dalam sistem ini adalah sebagai berikut:
1. Empat jenis transduser Paladin (Crompton Instrument) yang memiliki type sebagai berikut:
- Transduser arus dengan type 253-TAA - Transduser tegangan dengan type 253-TVA - Transduser faktor daya dengan type 256-TPT - Transduser daya aktif dengan type 256-TWN
2. Empat jenis transduser Kainos (Gossen) yang memiliki type sebagai berikut:
- Transduser arus dengan type KJ2 - Transduser tegangan dengan type KT3 - Transduser frekuensi dengan type KF - Transduser faktor daya dengan type KP 1/3 3. Kabel penghantar sebagai media transmisi
4. Analog switch menggunakan type 4052, komponen untuk memperbanyak jum- lah input. Satu channel dari ADC dapat menerima 4 input. Sehingga satu ADC dapat menerima 8 x 4 input.
5. A D C menggunakan type ADC0808 yang merupakan komponen CMOS 8 bit dengan multiplexer 8 channel.
6. Buffer sebagai penguat signal untuk berhubungan dengan PC menggunakan type 74LS245
Pengumpulan data tersebut di atas mencakup data dari komponen inti pada rangkaian untuk memonitor dan pendataan variabel-variabel listrik. Keterangan lebih lanjut akan dijabarkan di bawah ini.
1. TRANSDUSER
Dalam sistem ini digunakan dua merek yaitu Crompton dan Kainos, keduanya mampu menerima range input (AC) dari parameter listrik sistem tenaga secara bervariasi dan langsung mengubahnya menjadi output arus DC.
1.1 IiansdiisfiiiArus
Transduser arus yang digunakan adalah type 253-TAA untuk merek Crompton dan KJ2 untuk merek Kainos. Keduanya mampu menerima ‘ input arus bolak-balik dan mengeluarkan arus searah.
Range untuk input 0 - 5 A, frekuensi 50 Hz, Output 0 - 1 0 mA, 1 KS^ max (untuk bebannya) dan kelas 0,5. Suhu kalibrasi 23°C.
1.21 ransduserTeganga.n
Transduser tegangan yang digunakan ada dua merek juga dengan type 253-TVA untuk merek Crompton dan KT3 untuk Kainos. Untuk 253-TVA mempunyai tegangan input dengan range 63,5 - 488 Volt.
KT3 mempunyai range input 0 - 500 Volt. Keduanya bekerja dalam frekuen- si 50 Hz untuk input. Keduanya mempunyai output 0 -10 mA, 0,5 KQ max (permissible load) dan kelas 0,5. Suhu kalibrasi 23°C.
1.3 IansdiiS£L.F^k.tQr_D.aya
Transduser faktor daya type 256-TPT bekerja untuk sistem 3 phasa, tiga atau empat kawat pada beban seimbang. Input tegangan mempunyai range (50 - 480 V), input arus mempunyai range (0 -1 0 A ) dan frekuensi 50 Hz.
Range faktor daya 0,5 lead/110,5 lag. Output -10 -100 mA dengan kelas 1.
Type Kli* 1/3, mempunyai input tegangan 380 V, input arus 5 A, frekuensi 50 Hz. Range faktor daya -90 - 0 - 90 induktif. Output 0 - 10 mA, 0,5 KQ max (permissible load) dan kelas 0,5. MQmpnnyai auxiliary voltage 220 Volt.
1.4 Transduser Daya Aktif
Transduser daya aktif yang digunakan adalah type 256-TWN bekerja de
ngan sistem 3 phasa dan mempunyai hubungan bintang. Range input te
gangan 50 - 480 Volt, range input arus 0 - 5 Ampere, frekuensi 50 Hz, kapasitas daya -3300 hingga 3300 Watt. Output -10 - 0 -10 m A dengari kelas 0,5.
1.5 Transduser Frekuensi
Transduser frekuensi yang digunakan adalah type KF, tegangan input 220 Volt. Output 0-10 mA, 0,5 Kq max (permissible load) dan kelas 0,5.
Auxiliary voltage 220 Volt.
2. M EDIA TRANSMISI
Media transmisi menggunakan kawat penghantar tembaga dengan isolasi dan berinti tunggal.
3. PE N G U BAH BESARAN ARU SK EBESARAN TEG AN G AN
Pengubah arus ke tegangan di sini menggunakan hambatan yang dipasang paralel. Digunakan hambatan 500 Q untuk output transduser 0 -1 0 mA dan hambatan 250 £2 untuk output transduser 4 - 20 mA dan output transduser 0 - 20 mA.
Kemudian signal yang sudah benipa tegangan diperkuat oleh IC Op Amp LM 324 yang tiap IC-nya berisi 4 buah Op Amp.
4. ANALOG SWITCH
Analog switch dipergunakan untuk memperbanyak input pada tiap channel ADC. Di sini digunakan IC 4052 dengan input 8 signal dan output 2 signal.
5. PENGUBAH ANALOG KE DIGITAL
Pengubah analog ke digital yang digunakan dalam sistem pendataan ini adalah ADC0808, yaitu suatu single chip (komponen CMOS 8 bit ADC) standar untuk suatu elemen sistem pengiriman data. ADC0808 memuat 8 bit ADC, 8 channel multiplexer dengan sebuah latch input alamat, dan dapat digabungkan dengan control logic lain atau melalui interface jika dihubungkan dengan mik- roprosesor. Dari gambar 3.1 terlihat bahwa fungsi ADC0808 dibagi dalam dua bagian dasar, yaitu analog multiplexer dan ADC. Multiplexer menggunakan, 8
switch analog CMOS standar sebagai penerima 8 signal input analog. Switch yang dipilih untuk aktif tergantung dari data latch dalam 3 H t multiplexer address register.
HAST ClOCX
GAMBARS.l^^)
BLOK DIAGRAM FUNGSIADC0808
Fungsi blokyang \^\n,successive approximation Analog Digital Converter adalah memindahkan analog output multiplexer ke dalam 8 bit besaran digital. Output multiplexer menipakan satu dari dua input comparator, sedangkan input yang lain diambil dari 256R ladder resistor yang pemilihannya dilakukan oleh tran
sistor switch tree. Vtngkomersian control logic akanmengontrol w/te/t tree, dan mengubah posisi tap voltage pada comparator. Hasil perbandingan antara
12)
Data Acquisition Linear Devices Datahook, National Semiconductor, 1989, hal. 3/48.
successive approximation register ( S A R ) dan control logic menentukan pemilihan posisi tap berikutnya pada resistor ladder. Langkah ini akan diulang sebanyak 8 kali setiap proses pengkonversian, tiap kali sebanyak 8 clock periode, sehingga total menjadi 64 kali clockperiode setiap pengkonversian, hal
ini dapat ditunjukkan pada gambar 3.2.
-•ruiruuirumfiRMAJi^^
M l \
- S r t « it
1---,--- I
\
tM i ...
GAMBAR 3.2^^)
TIMING DIAGRAM ADC0808
Jika proses pengkonversian telah selesai, maka data hasil pengkonversian akan diletakkan pada TRI-STATE output latch buffer, yang dapat dibaca sebelum proses pengkonversian berikutnya. Pengoperasiannya pada mikroprosessor sangat sederhana, yaitu dengan menghubungkan 3 bit channel address pada pin input A, B, C, dan input ALE pada pulsa positif, letakkan clock pada multiplexer address register, pin START dalam keadaan terpulsa (konversi dimulai bilas^ar^
dalam kondisi low), EQC output akan di-trigger saat pulsa start mulai naik,
13) Ihid. hal. 3/53.
sampai data hasil pengkonversian siap dibaca, maka OE (output enable) akan aktif, yang memungkinkan TRI- STATE output menghasilkan pembacaan data. Jumlah pin yang dimiliki oleh ADC0808 adalah sebanyak 28 pin, dengan konfigurasi seperti gambar 3.3, dengan penjelasan fungsi masing-masing pin tersebut adalah sebagai berikut:
IN0-IN7 ; sebagai 8 channel input signal analog (misalnya hasil peng- ubahan oleh transduser) dan pemilihan penggunaan dari masing- masing input dengan cara memasukkan alamat input pada alamat pin A, B, C.
D0-D7 : sebagai 8 jalur input/output data ke mikroprosesor dalam besaran digital.
W 3 - 1 2 8 - W 2
W 4 — 2 27 — W1
I N 5 - 3 26 - W O
I N 6 - 4 2 1- A O O A
W 7 - 5 24 -A D O 6
STWT — « 23 " A O O C
C O C - 7 22 - A U
2 - 5 - B 2 t - 2 " ’ USB
OUTPUI D U B U - 20
a o c K - 10 19 - 2 - 5
V c c - t l 18
VrctO - 12 17 - 2 " \ S 0
C N D - 13 i e “ W ( " )
2 * » - U 15- 2 - ‘
GAMBAR
KONFIGURASI PIN ADC0808
14) Il2id, hal. 3/53.
A0-A2 : sebagai input alamat, untuk menentukan input mana yang digunakan/aktif.
START : sebagai pin ’start’ bagi pengkonversian successive approxima
tion ADC, aktif dalam kondisi low, dan dalam keadaan ter- pulsa.
ALE : sebagai address latch enable, yaitu pengaktif address agar input dapat dikonversi.
CLOCK : sebagai pengulang proses pengkonversian, hingga dida- patkan harga yang sesuai dalam bentuk digital.
EOC : sebagai end-of-conversion, yang menandai jika proses putaran clock telah selesai.
OE : sebagai pengirim data yang siap untuk dibaca pada TRI
STATE output.
AD C yang digunakan adalah komponen pengiriman data ADC0808 (sebuah single chip monolothic CMOS), dengan fasilitas sebuah 8 bit pengubah analog ke digital, 8 channel multiplexer, dan dapat digabungkan pada mikroprosesor control logic. Pengkonversian ADC0808 dibentuk menggunakan teknik^wcce^- sive approximation, dan sebuah comparator {high impedance chopper stabi
lized), sebuah 256R {voltage divider dengan analog switch tree), dan sebuah successive approximation register. Kedelapan channel multiplexer dapat langsung nienjadi jalur input bagi sebarang dari ke-8 input signal analog.
Keistimewaan lain dari ADC0808 ini adalah :
1. hanya menggunakan tegangan suplai tunggal + 5 Volt 2. mudah dihubungkan ke sistem mikroprosesor
3. tidak diperlukan rangkaian offset nol
4. tidak diperlukan rangkaian pengatur skala penuh 5. daya listrik yang diperlukan sangat kecil
6. memiliki kecepatan konversi yang tinggi
7. dengan ketelitian tinggi dan jarak yang lebar 8. ketergantungan pada temperatur sangat kecil
Untuk menentukan input yang akan diaktifkan diantara pin input signal analog (IN0-IN7) pada suatu proses konversi dan pembacaannya, ditentukan oleh suatu kombinasi bit dari address line antara pin A, B, dan C. Kombinasi address line tersebut dapat dilihat pada tabel 3.1.
TABEL3.1^®^
ADDRESS LINE ADC0808
SELECTED ANALOG CHANNEL
ADDRESS LINE
C B A
INO L L L
INI L L H
IN2 L H L
IN3 L H H
IN4 H L L
IN5 H L H
IN6 H H L
IN7 H H H
6. PROGRAM M ABLE PERIPHERAL INTERFACE
Programmable Peripheral Interface (PPI) 8255 menipakan suatu chip yang didesain dalam dual-in-line package, dan digunakan dalam berbagai fungsi interface dalam suatu sistem mikroprosesor. Pada umumnya PPI 8255 berben-
15) Ihid, hal. 3/51.
tuk card, sehingga dapat langsung diletakkan pada slot dari IBM-PC.
PPI 8255 memiliki 24 pin I/O (port A, port B,port C) yang terbagi dalam dua grup pemograman yaitu:
- grup A, yang memuat pin PA0-PA7 dan PC4-PC7 - grup A, yang memuat pin PB0-PB7 dan PC0-PC3
di mana ke-24 pin ini terdapat dalam bentuk DB25, sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian ADC0808. Pin-pin dari PPI 8255 yang dihubungkan pada slot dari IBM-PC adalah pin alamat (A0-A9), pin data (D0-D7), pin Vcc, pin GND, pin RD, pin WR, pin RESET.
