PERANCANGAN TAPIS PASIF (SINGLE TUNED FILTER) UNTUK MEREDUKSI HARMONISA ARUS AKIBAT PEMAKAIAN BEBAN NON LINIER DI TRANSFORMATOR PEMAKAIAN SENDIRI PLTU TARAHAN

ABSTRAK
RANCANG BANGUN ALAT PENGATURAN TEGANGAN
MENGGUNAKAN AUTOTRANSFORMATOR DAN MOTOR SERVO
DENGAN METODE LOGIKA FUZZY BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8535

Oleh
Insan Sarip

Energi listrik merupakan salah satu bentuk energi yang bermanfaat dalam
kehidupan manusia dan salah satu faktor penting dalam menunjang pembangunan
suatu daerah, sehingga perlu adanya penyediaan dan penyaluran tenaga listrik
secara optimal baik segi kualitas maupun kuantitas. Oleh karena itu konsumen
yang letaknya jauh dari titik pelayanan akan cenderung menerima tegangan relatif
lebih rendah, bila dibandingkan dengan tegangan yang diterima konsumen yang
letaknya dekat dengan pusat pelayanan, maka perlu di buat alat untuk
menstabilkan tegangan tersebut, maka dibuatlah alat pengaturan tegangan.
Sistem pengendali utama pada alat ini adalah mikrokontroler, dimana
mikrokontroler bertugas memberi sinyal pulsa pada motor servo untuk bergerak
sesusai dengan ADC yang dikirimkan oleh sensor tegangan dan mikrokontroler
diprogram dengan logika fuzzy, sehingga motor servo menggerakan

autotransformator untuk mendapatkan tegangan keluaran yang diinginkan yaitu
sesuai toleransi berdasarkan SPLN tahun 1995 dan SNI tahun 2003 tentang
tegangan standar yaitu -10% dan +5%.
Dari hasil pengujian dan perhitungan tegangan keluaran dari alat ini diperoleh
kesalahan tegangan rata-rata tanpa beban adalah 3,18%, beban lampu 100 watt
adalah 2,46%, beban kipas angin adalah 2,90%, dan beban lampu dan kipas angin
adalah 1,67%. Pada pengujian osiloskop memperlihatkan semakin besar tegangan
masukan maka gelombang sinusoidal semakin halus karena daya meningkat
seiring dengan kenaikan tegangan pada masukan, sehingga gelombang sinusoidal
semakin halus.

Kata kunci : Logika Fuzzy, Mikrikontroler, Autotransformator

RANCANG BANGUN ALAT PENGATURAN TEGANGAN
MENGGUNAKAN AUTOTRANSFORMATOR DAN MOTOR SERVO
DENGAN METODE LOGIKA FUZZY BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8535

Oleh:


Insan Sarip

Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA TEKNIK
Pada
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2013

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang
pernah dilakukan oleh orang lain dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak
terdapat karya atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali
secara tertulis diacu dalam naskah ini sebagaimana yang disebutkan di dalam

daftar pustaka. Selain itu saya menyatakan pula bahwa skripsi ini dibuat oleh saya
sendiri.

Apabila pernyataan saya tidak benar maka saya bersedia dikenai sangsi sesuai
dengan hukum yang berlaku.

Bandar Lampung, 17 Mei 2013

Insan Sarip

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kota Batu Ngaras Kecamatan Bengkunat
Kabupaten Pesisir Barat pada tanggal 27 April 1990 dari
pasangan Azwar dan Yus’a Penulis merupakan anak kelima
dari lima bersaudara.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SDN 1 Kota Batu Ngaras
pada tahun 2002. Penulis melanjutkan ke SMPN 1 Pesisir Tengah yang
diselesaikan pada tahun 2005. Pada tahun 2008 penulis menyelesaikan pendidikan
di Sekolah Menengah Umum di MAN Krui. Pada tahun 2008 juga penulis

terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Lampung melalui jalur PKAB (Penelusuran Kemampuan Akademik dan Bakat.

Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di Himpunan Mahasiswa Teknik Elektro
Universitas Lampung (HIMATRO) sebagai anggota Divisi Sosial dan Ekonomi.
Pada tahun 2012, Penulis melaksanakan Kerja Praktik di PT PLN (Persero) Gardu
Induk Tegineneng dengan judul KP ”Sistem Proteksi Transformator Daya pada
Gardu Induk 150/20 KV Tegineneng PT. PLN (Persero) P3B Sumatera UPT
Tanjung Karang”.

MOTTO

“Akar pendidikan itu rasanya pahit, tapi buahnya
manis (Aristoteles)”
“Barangsiapa bersungguh-sungguh, sesungguhnya
kesungguhannya itu adalah untuk dirinya sendiri.”
(QS Al-Ankabut [29]: 6)

"Tidak ada masalah yang tidak bisa diselesaikan
selama ada komitmen bersama untuk

menyelesaikannya”

“Hari ini harus lebih baik dari hari kemarin dan hari
esok adalah harapan”

Atas ridho;

Dengan rasa hormat, cinta dan kasih sayangku
Ku dedikasikan karya sedarhana ini untuk Bapak dan Ibu
Tercinta

Azwar & Yus’a
Terima kasih atas cinta, kasih sayang dan do’anya

“Ya Tuhanku! Ampunilah aku, ibu bapakku dan kasihilah
mereka keduanya, sebagaimana mereka berdua telah
mendidik aku waktu kecil.”

DAFTAR ISI


Halaman
DAFTAR ISI…………………………………………………………………. xiv
DAFTAR TABEL……………………………………………………………. xvii
DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………. xviii
I.

PENDAHULUAN……………………………………………………….. 1

1.1 Latar Belakang…………………………………………………………… 1
1.2 Tujuan……………………………………………………………………. 3
1.3 Manfaat…………………………………………………………………... 3
1.4 Rumusan Masalah……………………………………………………….. 4
1.5 Batasan Masalah…………………………………………………………. 4
1.6 Hipotesis………………………………………………………………….. 4
1.7 Sistematika Penulisan……………………………………………………. 5

II. TINJAUAN PUSTAKA………………………………………………… 6
2.1 Pengaturan Tengangan…...……………………………………………… 6
2.2 Autotransformator………………………………………………………... 9
2.3 Motor Servo……………………………………………………………… 11


xv

III. METODE PENELITIAN………………………………..……………….. 15
3.1 Waktu dan Tempat………………………………………………………… 15
3.2 Alat dan Bahan…………………………………………………………… 25
3.3 Metode Pengendali Alat Penelitian………………………………………. 16
3.3.1 Logika Fuzzy.…………………………………………………………. 16
3.3.2 Mikrokontroler ATMega8535...……………………………………… 18
3.4 Prosedur Kerja..…………………………………………………………… 21
3.4.1 Skema Perancangan Alat……………………………………………… 22
3.4.2 Perancangan perangkat keras…………………………………………. 23
3.4.3 Perancangan perangkat lunak…………………………………………... 26
3.4 Line Diagram Pengukuran……………………………………………….. 31

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN…………… …………………………...... 33
4.1 Realisasi Perancangan Perangkat Keras..……………………………….… 33
4.1.1 Rangkaian Skematik Perangkat Keras………………………………….

33


4.1.2 Realisasi Perangkat Keras………………………………………………. 34
4.1.3 Pengujian Perangkat Keras……………………………………………... 37
4.1.3.1 Pengujian Power Supply…………………………………………………….. 37
4.1.3.2 Pengujian Sensor Tegangan…………………………………………... 37
4.1.3.3 Pengujian Liquid Crystal Display (LCD)…………………………….. 39
4.2 Realisasi Perangkat Lunak dan Pengujian.………………………………. 40
4.2.1Pemograman Bahasa C….………………………………………………. 40
4.2.2Pemograman Logika Fuzzy pada Matlab.……………………………… 43
4.3 Pengujian Keseluruhan Alat………………………………………..........

48

xvi

V. KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………………. 58
5.1 Kesimpulan……………..………………………………………………… 58
5.2 Saran…………………………………………………………………….... 59

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A
LAMPIRAN B
LAMPIRAN C
LAMPIRAN D

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sensor Tegangan .......................................................... 38
Tabel 4.2 Pengujian ADC ...................................................................................... 39
Tabel 4.3 Hasil Simulasi Logika Fuzzy ................................................................. 44
Tabel 4.4 Data Hasil Pengukuran dengan Beban Lampu, Kipas, dan Lampu
dan Kipas ............................................................................................. 49
Tabel 4.5 Perhitungan Kesalahan Tegangan……………………………………….50
Tabel 4.6 Perhitungan Efisiensi……………………………………………………51

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Rangkaian pengontrol gelombang penuh satu fasa…………….. 7
Gambar 2.2 Bentuk gelombang pengontrol gelombang penuh………………. 7
Gambar 2.3 Simbol Triac…………………………………………………….. 8
Gambar 2.4 Rangkaian pengontrol TRIAC………………………………….. 9
Gambar 2.5 Bentuk gelombang pengontrol TRIAC…………………………. 9
Gambar 2.6 Gambar sederhana autotransformator…………………………… 10
Gambar 2.7 Autotransformator………………………………………………. 10
Gambar 2.8 Motor Servo……………………………………………………..

11

Gambar 2.9 Sistem Mekanik Motor Servo.......................................................

11

Gambar 2.10 Jalur Kabel Motor Servo.............................................................

12

Gambar 2.11 Pensinyalan Motor Servo............................................................


13

Gambar 2.12 Contoh Posisi dan Waktu Pemberian Pulsa................................

14

Gambar 3.1 Elemen Fuzzy Kontroler………………………………………...

17

Gambar 3.2 Mikrokontroler ATMega8535………………………………………... 19
Gambar 3.3 Konfigurasi Pin ATMega8535………………………………….

20

Gambar 3.4 Skema Diagram Tugas Akhir…………………………………...

22

Gambar 3.5 Rangkaian Power Supply……………………………………….

24

xiv

Gambar 3.6 Rangkaian Sensor Tegangan……………………………………. 24
Gambar 3.7 Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535……………….. 25
Gambar 3.8 FIS Editor Matlab………………………………………………. 26
Gambar 3.9 Grafik Member Function ADC………………………………… 27
Gambar 3.10 Grafik Member Function Motor Servo………………………... 28
Gambar 3.11 Grafik Member Function Tegangan Keluara………………….. 28
Gambar 3.12 Rule Editor…………………………………………………….. 29
Gambar 3.13 Rule Viewer…..………………………………………………..

30

Gambar 3.14 Surface Viewer…………..…………………………………….

30

Gambar 3.15 Rangkaian Transformator……………………………………… 31
Gambar 3.16 Pengukuran Aoutotransformator………………………………

31

Gambar 3.17 Multimeter……………………………………………………..

32

Gambar 4.1 Rangkaian Perangkat Keras Pengaturan Tegangan
Keluaran Menggunakan Autotransformator dan Servo
dengan Logika Fuzzy……………………………………………

33

Gambar 4.2. Perangkat Keras Alat Pengaturan Tegangan
Keluaran

Menggunakan Autotransformator dan Servo

Dengan Logika Fuzzy…………………………………………... 34
Gambar 4.3 Tampilan ADC pada LCD………………………………………. 36
Gambar 4.4 Bentuk Gelombang Searah (DC)………………………………… 37
Gambar 4.5 Grafik Hasil Pengujian Sensor Tegangan………………………... 38
Gambar 4.6 Grafik Hasil Pengujian ADC…………………………………….. 40
Gambar 4.7 Software Code Vision AVR Evaluation V2.05.3a………………. 41
Gambar 4.8 Software Logika Fuzzy pada Matlab…………………………….. 43
Gambar 4.9 Rules Pada Program Logika Fuzzy………………………………. 44

xv

Gambar 4.10 Surface Baca ADC Terhadap Putaran Servo…………………… 45
Gambar 4.11 Surface Baca ADC Terhadap Tegangan Masukan……………… 45
Gambar 4.12 Masukan Tegangan 110 Volt…………………………………… 52
Gambar 4.13 Masukan Tegangan 120 Volt…………………………………… 52
Gambar 4.14 Masukan Tegangan 130 Volt………………………………….... 53
Gambar 4.15 Masukan Tegangan 140 Volt…………………………………… 53
Gambar 4.16 Masukan Tegangan 150 Volt…………………………………… 53
Gambar 4.17 Masukan Tegangan 160 Volt…………………………………… 54
Gambar 4.18 Masukan Tegangan 170 Volt…………………………………… 54
Gambar 4.19 Masukan Tegangan 180 Volt…………………………………… 54
Gambar 4.20 Masukan Tegangan 190 Volt…………………………………… 55
Gambar 4.21 Masukan Tegangan 200 Volt…………………………………… 55
Gambar 4.22 Masukan Tegangan 210 Volt…………………………………… 55
Gambar 4.23 Masukan Tegangan 220 Volt…………………………………… 56
Gambar 4.24 Masukan Tegangan 230 Volt…………………………………… 56
Gambar 4.25 Masukan Tegangan 240 Volt…………………………………… 56