15
3.2. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras terdiri dari modul active load , modul mikrokontroler, modul keypad, modul penampil LCD, dan modul sensor suhu.
3.2.1. Modul Active load
Modul active load adalah bagian yang terdiri dari rangkaian driver untuk MOSFET. Rangkaian driver MOSFET ini terdiri dari penguat operasional Op-amp,
MOSFET dan resistor Rsense.
Gambar 3.2. Rangkaian active load
Cara kerja modul active load ini yaitu tegangan masukan V
in
yang merupakan tegangan keluaran dari PWM DAC mikrokontroler, diberikan sebagai masukan pada
non-inverting op-amp dan kemudian akan diumpankan ke MOSFET yang akan mengontrol arus yang ditarik dari power supply yang diuji.
MOSFET yang digunakan bekerja seperti sebuah resistor variabel untuk mengontrol berapa besar arus yang mengalir ke sistem atau dalam hal ini arus yang
ditarik dari power supply yang diuji V
PSU
. Dengan mendeteksi tegangan dan di umpankan kembali ke MOSFET melalui opamp. MOSFET akan menyesuaikan
besarnya resistansi dalam R
DS
untuk mempertahankan besarnya arus yang melalui sistem.
V1
+ Vin 1V
+Vpsu 30V
+V 12
+ U1
LM324 Q1
IRFZ44
Rsense 1
+Vpsu 30V
16
Besarnya arus yang melalui MOSFET ini dapat diatur dengan mengontrol tegangan gate dari MOSFET. Semakin besar tegangan gate maka semakin besar pula
arus yang mengalir melaui drain ke source begitu pula sebaliknya. Pada rangkaian diatas tegangan gate didapat dari keluaran op-amp. Op-amp pada
rangkaian diatas bekerja seperti voltage follower pengikut tegangan, yaitu keluaran op-amp terhubung ke masukan inverting op-amp sehingga menghasilkan tegangan
keluaran yang sama dengan masukan non-inverting. Akan tetapi, pada rangkaian diatas umpan balik tidak langsung dari keluaran op-
amp tetapi diambil dari resistor Rsense dan keluaran op-amp terhubung ke gate MOSFET. Op-amp akan menyesuaikan tegangan keluaran sehingga tegangan antara
masukan inverting dan non-inverting sama, sehingga kita dapat mengatur tegangan gate MOSFET.
Dengan mengatur tegangan gate kita dapat mengontrol besar arus yang mengalir dari drain ke source. Semakin besar tegangan yang diberikan maka semakin besar
pula arus yang mengalir. Karena drain MOSFET terhubung ke power supply yang diuji maka besarnya arus yang mengalir dari drain ke source I
D
akan sama dengan besarnya arus yang ditarik dari power supply yang diuji.
Untuk mengetahui berapa besar arus yang mengalir yaitu dengan mengukur tegangan pada resistor Rsense. Resistor Rsense pada perancangan ini dipilih 1 ohm.
Karena opamp bekerja sepert voltage follower maka tegangan pada masukan inverting dan non-onverting sama, sehingga tegangan pada V
in
sama dengan tegangan umpan balik V
1
. Tegangan V
1
sama dengan tegangan pada R
SENSE
. Sehingga jika kita memberikan tegangan sebesar 1 volt pada V
in
maka besarnya arus I
D
yang melalui R
SENSE
dapat dihitung sebagai berikut : 3.1
17
Pada perancangan modul active load ini menggunakan : MOSFET kanal n tipe enhancement IRFZ44, untuk mengontrol besarnya
arus yang mengalir. Quad Op-Amp, LM324, untuk mengontrol tegangan yang akan
diumpankan ke gate MOSFET.
Resistor Rsense, 1Ω, 5watt.
3.2.2. Modul Mikrokontroler