Read LAPORAN text version

Perancangan Dan Pembuatan Wattmeter Digital 3 Fasa Berbasis Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh :

ARINTA DIAN KELANA NIM. 03530027

JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2009

i

LEMBAR PERSETUJUAN

Perancangan Dan Pembuatan Wattmeter Digital 3 Fasa Berbasis Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun oleh :

ARINTA DIAN KELANA NIM. 03530027

Disetujui,

Dosen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Ir. Diding Suhardi, MT NIP. 10892100286

Mahmud Effendy, ST, M. Eng NIP. 10802030363

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Perancangan Dan Pembuatan Wattmeter Digital 3 Fasa Berbasis Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535

TUGAS AKHIR

Diajukan Sebagai Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun oleh :

ARINTA DIAN KELANA NIM. 03530027

Tugas Akhir ini telah diuji dan dinyatakan lulus oleh tim penguji Pada tanggal 12 Nopember 2009

Majelis Penguji : Penguji I Penguji II

Ir. M. Irfan, MT NIP. 10892030255

Ir. Nurhadi, MT NIP. 10892030257

Mengetahui Ketua Jurusan Elektro,

Ir. Diding Suhardi, MT NIP. 10892100286

iii

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

FAKULTAS TEKNIK ­ JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

Jl. Raya Tlogomas No. 246 Malang Tlp. (0341) 464318 psw 129

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini Nama Tempat/Tgl Lahir NIM Fakultas / Jurusan :

: Arinta Dian Kelana : Tulungagung, 19 Oktober 1984 : 03530027 : Teknik / Elektro

Menyatakan bahwa Tugas Akhir kami yang berjudul : Perancangan Dan Pembuatan Wattmeter Digital 3 Fasa Berbasis Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535 Adalah bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah kami sebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini kami buat dengan sebenar-benarnya dan apabila pernyataan ini tidak benar, kami bersedia mendapat sangsi akademis. Malang, 05-12-2009 Yang menyatakan,

Arinta Dian Kelana Mengetahui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

Ir. Diding Suhardi, MT NIP. 10892100286

Mahmud Effendy, ST, M. Eng NIP. 10802030363

iv

KATA PENGANTAR

Assalamu'alaikum Wr. Wb. Syukur Alhamdulillah, Saya ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada Saya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul " Perancangan Dan Pembuatan Wattmeter Digital 3 Fasa Berbasis Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535". Tugas akhir ini penulis susun sebagai satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.

Dalam penulisan skripsi ini tidak akan terselesaikan dengan baik tanpa adanya bimbingan dan sumbangan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih yang tiada terhingga kepada:

1. Allah SWT yang telah memberikan kesempatan dan rizkinya kepada saya untuk menikmati kuliah sampei lulus dan Allhamdullilah untuk semuanya yang telah diberikan kepada saya. 2. Ayah dan Ibu saya Bapak Sapuan dan Ibu Murjati, kakak-kakak dan segenap keluarga yang telah memberikan do'a, dukungan serta kasih sayang, dan tanks to my lover "Maia Rosita T.K" atas perhatian, dan semangatnya yang takkan pernah habis dimakan waktu. 3. Bapak Ir. Diding Suhardi, MT selaku ketua Jurusan dan dosen wali angkatan 2003 Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. 4. Bapak Ir. Diding Suhardi, MT. Bapak Mahfud Efendi, MT. selaku dosen pembimbing.

v

5. Semua dosen Teknik Elektro UMM yang telah memberikan ilmu dan

pengetahuannya. 6. Ibu Ratna selaku T.U jurusan Elektro, terima kasih atas semua bantuannya. 7. Bocah-bocah Kuro's (Yudi, Tohir, Wawan, Fandi, Aliem) tanks atas semua dan semangat persahabatannya, semoga perjuangan kita tidak siasia dan bermanfaat untuk orang banyak....Amin.... 8. Teman-teman Elektro 2003 A Thank's atas kebersamaan kita selama ini. 9. Teman-teman kost dan semua pihak yang tidak tersebutkan yang telah membantu hingga terselesaikannya tugas akhir ini. Penulis sadar sepenuhnya bahwa tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh karenanya saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya. Wassalamu'alaikum Wr. Wb.

Malang, 26 Nopember 2009

Penulis

vi

ABSTRAK

Perkembangan teknologi khususnya dalam bidang elektronika sangatlah pesat sekali. Berbagai jenis produksi alat elektronika dapat berkembang dengan sangat cepat kecanggihannya. Pada hakekatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tidak terlepas dari bidang elektronika mengingat bahwa baik secara langsung maupun tidak langsung berkaitan erat dengan bidang elektronika. Bidang yang terkait dengan bidang elektronika antara lain yaitu dalam bidang alat ukur daya. Karena itu diperlukan suatu rangkaian peralatan elektronika sebagai penghitung daya pemakaian listrik yang terpakai. Pada alat yang sebelumnya adalah penghitung daya yang terpakai dalam 1 fasa dan memakai IC mikrokontroler MCS-51 dimana masih membutuhkan tambahan IC ADC untuk mengubah masukan analog menjadi digital. Dan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, IC mikrokontroler juga mengalami perkembangan dengan munculnya generasi AVR ATMEGA 8535, keunggulan dari AVR ATMEGA 8535 memiliki ADC dan EEPROM internal dan memiliki kapasitas yang lebih besar. Sehingga alat pengukuran daya 1 fasa yang menggunakan MCS51 dapat diganti dengan ATMEGA 8535 dan pengukuran daya 1 fasa ditingkatkan menjadi 3 fasa. Keunggulan pengukur daya 3 fasa ini memiliki daya ukur yang lebih tinggi dan daya simpan data yang lebih besar. Kata kunci : Wattmeter, Mikroprosesor, Pengukuran Daya, Listrik Tiga Fasa.

vii

ABSTRACTION

Growth of technology especially in the field of electronics very fast once. Various type produce electronics appliance can expand by leaps and by bounds its. Intrinsically growth of technology and science is not quit of electronics area see that either through interconnected indirect and also direct sliver with electronics area. Area which related to electronics area for example that is in the field of energy measuring instrument. Is in consequence needed by a network equipments of electronics as numerator of energy usage of used electrics. At previous appliance is numerator of used energy in 1 phase and wear IC MCS-51 microcontroller where still require addition of IC ADC to alter analogous input become digitally. And with growth of technology and science, Microcontroller IC also experience of growth with generation appearance of AVR ATMEGA 8535, excellence of AVR ATMEGA 8535 owning ADC and of EEPROM internal and have larger ones capacities. So that appliance measurement of energy 1 phase using MCS-51 can change with ATMEGA 8535 and measurement of energy 1 phase improved to become 3 phase. Excellence of measurement of 3 energy of phase this have higher level measure energy and energy keep larger ones data. Keyword : Wattmeter, Microprocessor, Measurement Of Energy, Electric Three Phase.

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.......................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... iii SURAT PERNYATAAN................................................................................... iv KATA PENGANTAR ....................................................................................... v ABSTRAK ......................................................................................................... vii DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii DAFTAR TABEL .............................................................................................. xv BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 LATAR BELAKANG .............................................................................. 1 PERUMUSAN MASALAH ..................................................................... 2 TUJUAN ................................................................................................... 3 BATASAN MASALAH ........................................................................... 3 METODE PENELITIAN ......................................................................... 4 SISTEMATIKA PENULISAN ................................................................ 5

BAB II DASAR TEORI .................................................................................... 7 2.1 2.2 2.3 2.4 WATTMETER DIGITAL 1 FASA .......................................................... 7 WATTMETER DIGITAL 3 FASA .......................................................... 7 RANGKAIAN TIGA PHASE .................................................................. 8 HUBUNGAN METER ............................................................................. 9

ix

2.5

DAYA LISTRIK ..................................................................................... 10 CURRENT TRANSFORMER (CT) ........................................................ 10 PEMBAGI TEGANGAN ......................................................................... 11 PENGUAT (AMPLIFIER) ...................................................................... 13 AVR ATMEGA8535 ............................................................................... 13 2.9.1 2.9.2 2.9.3 2.9.4 FUNGSI PIN MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 .............. 14 ARSITEKTUR MIKROKONTROLER ATMEGA8535 ............ 15 ORGANISASI MEMORI ........................................................... 16 PEMROGRAMAN ATMEGA8535 ........................................... 17

2.6 2.7 2.8 2.9

2.10 LIQUID CRYSTAL DISPLAY (LCD). M1632 ..................................... 17 2.11 RESET ..................................................................................................... 20 BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT ............................... 21 3.1 3.2 3.3 BLOK DIAGRAM ................................................................................... 21 PERENCANAAN SENSOR ARUS......................................................... 22 PERENCANAAN SENSOR TEGANGAN ............................................. 23

3.4 PERANCANGAN RANGKAIAN PENGONDISI SINYAL ( RPS ) ....... 24 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 RANGKAIAN PENGUAT TEGANGAN ................................... 24 RANGKAIAN PENGUAT ARUS ............................................... 25 RANGKAIAN MEAN AVERAGE VALUE ( MAV ) ................ 25

DETEKTOR FASA .................................................................................. 26 MIKROKONTROLLER AVR ATMEGA8535 ....................................... 27 FLOWCHART .......................................................................................... 28 DISPLAY LCD M1632 ........................................................................... 29 RESET ..................................................................................................... 29

x

BAB IV PENGUJIAN ALAT ........................................................................... 31

4.1 4.2 4.3

TUJUAN PENGUJIAN ............................................................................ 31 PERALATAN PENGUJIAN.................................................................... 31 PENGUJIAN SENSOR ARUS ................................................................ 31 4.3.1 4.3.2 PROSEDUR PENGUJIAN .......................................................... 32 HASIL PENGUJIAN ................................................................... 32

4.4

PENGUJIAN SENSOR TEGANGAN ..................................................... 33 4.4.1 4.4.2 PROSEDUR PENGUJIAN .......................................................... 33 HASIL PENGUJIAN ................................................................... 34

4.5

PENGUJIAN RANGKAIAN PENGONDISI SINYAL .......................... 34 4.5.1 4.5.2 PROSEDUR PENGUJIAN .......................................................... 34 HASIL PENGUJIAN ................................................................... 35

4.6

PENGUJIAN ZERO CROS DETECTOR (ZCD) .................................... 36 4.6.1 PROSEDUR PENGUJIAN .......................................................... 36

4.7

PENGUJIAN MIKROKONTROLER AVR ATMEGA 8535 ................. 36 4.7.1 PROSEDUR PENGUJIAN .......................................................... 36

4.8

PENGUJIAN LCD DISPLAY ................................................................. 37 4.8.1 PROSEDUR PENGUJIAN .......................................................... 37

4.9

PENGUJIAN ALAT SECARA KESELURUHAN ................................. 37 4.4.1 4.4.2 LANGKAH-LANGKAH PENGUJIAN ...................................... 38 HASIL PENGUJIAN ................................................................... 39

BAB V PENUTUP ............................................................................................ 42 5.1 5.2 KESIMPULAN......................................................................................... 43 SARAN ..................................................................................................... 43

xi

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 43

LAMPIRAN A: FOTO ALAT LAMPIRAN B: LISTING PROGRAM PADA MIKROKONTROLLER LAMPIRAN C: DATA SHEET

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sumber Berfasa Tiga ...................................................................... 8 Gambar 2.2 Transformator Arus ........................................................................ 11 Gambar 2.3 Rangkaian Pembagi Tegangan Resistif .......................................... 12 Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMEGA 8535 ................................................... 14 Gambar 2.5 Blok Diagram Mikrokontroler ATMEGA 8535 .....................15 Gambar 2.6 Peta Memori ATMEGA 8535 ........................................................ 16 Gambar 2.7 LCD dan Konfigurasi Pinnya ......................................................... 17 Gambar 2.8 Rangkaian Power-on Reset ............................................................ 20 Gambar 3.1 Blok Diagram ................................................................................. 21 Gambar 3.2 Sensor Arus .................................................................................... 23 Gambar 3.3 Sensor Tegangan ............................................................................ 23 Gambar 3.4 Rangkaian Penguat Tegangan ........................................................ 24 Gambar 3.5 Rangkaian Penguat Arus ................................................................ 25 Gambar 3.6 Skema Rangkaian MAV................................................................. 25 Gambar 3.7 Skema rangkaian Zero Cros Detektor ............................................ 26 Gambar 3.8 Skema Mikrokontroler ................................................................... 27 Gambar 3.9 Flowchart ........................................................................................ 28 Gambar 3.10 Display LCD M1632. ................................................................... 29 Gambar 3.11 Rangkaian Reset ........................................................................... 30 Gambar 4.1 Pengujian Trafo Arus ..................................................................... 32 Gambar 4.2 Blok Diagram Pengujian Rangkaian Pembagi Tegangan .............. 33

xiii

Gambar 4.3 Pengujian Rangkaian Pengondisi Sinyal ........................................ 34

Gambar 4.4 Pengujian Pengujian Bero Cros Detector ....................................... 36 Gambar 4.5 Diagram Blok Pengujian Mikrokontroler ...................................... 37 Gambar 4.6 Blok Pengujian Sistem Secara Keseluruhan .................................. 38

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Fungsi Penyemat LCD ....................................................................... 19 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Trafo Arus ............................................................... 32 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Rangkaian Pembagi Tegangan ............................. 34 Tabel 4.3 Hasil Pengujian Rangkaian Pengondisi Sinyal .................................. 35 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Pada Fasa R ............................................................. 39 Tabel 4.5 Hasil Pengujian Pada Fasa S ............................................................. 40 Tabel 4.6 Hasil Pengujian Pada Fasa T ............................................................. 41

xv

Information

LAPORAN

15 pages

Report File (DMCA)

Our content is added by our users. We aim to remove reported files within 1 working day. Please use this link to notify us:

Report this file as copyright or inappropriate

618347