Pembuatan dan Pengukuran Watt dengan Sensor Arus Seri ACS 712 Menggunakan Mikrokontroller ATM 8535

PEMBUATAN DAN PENGUKURAN DAYA MENGGUNAKAN SENSOR ARUS SERI ACS 712 BERBASIS MIKROKONTROLLER ATM 8535

TUGAS AKHIR

ASTRIANA CHRISTY BANGUN 112411038

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2014

PEMBUATAN DAN PENGUKURAN DAYA MENGGUNAKAN SENSOR ARUS SERI ACS 712 BERBASIS MIKROKONTROLLER ATM 8535

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

ASTRIANA CHRISTY BANGUN 112411038

PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

PERSETUJUAN

Judul : PEMBUATAN DAN PENGUKURAN WATT

DENGAN SENSOR ARUS SERI ACS 712

MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATM 8535

Kategori : Tugas Akhir

Nama : ASTRIANA CHRISTY BANGUN

Nomor Induk Mahasiswa : 112411038

Program Studi : D3 Metrologi dan Instrumentasi

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara

Diluluskan di

Medan, Juli 2014

Diketahui Oleh :

Ketua Jurusan D3 Metrologi dan Instrumentasi Pembimbing

Dr.Diana Alemina Barus,M.Sc Dr.KeristaTarigan,M.Eng.Sc. NIP. 196607291992032002 NIP. 196002031986011001

PERNYATAAN

PEMBUATAN DAN PENGUKURAN WATT DENGAN ARUS SERI ACS 712 MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATM 8535

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2014

Astriana Christy Bangun 112411038

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kesehatan, kekuatan, kesempatan serta limpahan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini dengan baik dan selesai pada waktunya.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Pendidikan Diploma III Program Studi Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Medan dengan judul : “PEMBUATAN DAN PENGUKURAN WATT DENGAN

SENSOR ARUS SERI ACS 712 MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATM

8535”.

Dalam melaksanakan dan penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas dukungan dan bantuan dari semua pihak. Penulis diberikan dukungan, bimbingan, pengalaman serta pengetahuan yang dapat membantu penulis, terutama kepada :

1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

3. Ibu Dr. Diana Alemina Barus, M.Sc., selaku Ketua Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU .

4. Kedua orang tua penulis yang selalu mengarahkan, mendukung serta mendo’akan penulis. Semoga mereka diberikan kesehatan dan kemurahan rezeki serta umur yang panjang, sehingga penulis dapat membalas jasa mereka berdua nantinya. 5. Bapak Dr. Kerista Tarigan, M.Eng.Sc, selaku Dosen Pembimbing Penulis selama

melakukan Penulisan Tugas Akhir.

6. Seluruh Dosen dan Staf Fakultas Matemaika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

7. Seluruh mahasiswa/i khususnya stambuk 2011 yang saling membantu dan mendukung dalam Penulisan Tugas Akhir.

8. Teman – teman yang telah memberikan dukungan dan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir diantaranya Ardilla Charolus Sitepu, Stefiana Karina Tarigan, Iche, Angela, Rika, Annisayyubbi Izzati Ferdian.

Penulis menyadari masih banyak bantuan dari berbagai pihak yang tidak dapat penulis ucapkan. Namun atas bantuannya kiranya Tuhanlah yang akan membalasnya. Penulis juga menyadari ketidaksempurnaan Tugas Akhir ini, baik dari isi maupun penyusunan kalimatnya. Oleh karena itu setiap kritik dan saran guna perbaikan di masa depan sangat diperlukan. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembacanya

Medan, Juli 2014

Penulis,

DAFTAR ISI

Kata pengantar ... i

Daftar Isi ... iii

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1LatarBelakang ... 1

1.2TujuanPenulisan ... 1

1.3BatasanMasalah ... 2

1.4SistemPenulisanLaporan ... 2

BAB 2 LandasanTeori... ... 4

2.1 Watt Meter ... 5

2.2HukumDasarKelistrikan 2.2.1Hukum Ohm ... .5

2.2.2 DayaListrik ... 5

2.3 Sensor Suhu ... 6

2.3.1 Hall Effect Allegro ACS 712 ... 6

2.3.2 Karakteristik Dan FiturPenting ACS 712 ... 7

2.4 MikrokontrolerATmega 8535 ... 8

2.4.1 Fitur-FiturMikrokontroller ATMega8535 ... 10

2.4.2 Diagram Blok ATMega 8535 ... 11

2.4.4 Karakteristik ADC Internal MikrokontrollerATMega 8535 ... 13

2.5 LCD ... 13

2.6 Pemrograman C ... 13

2.6.1 StrukturPenulisanBahasa C ... 14

2.6.2 DeklarasiVariabeldanKonstanta ... 14

2.6.3 OperasiLogikadanBilanganBiner ... 15

BAB 3 RancanganSistem ... 16

3.1 Diagram Blok rancangan ... 16

3.2 Cara KerjaRangkaian... 17

3.3 AlurKerjaRangkaian ... 17

3.4 RangkaianPengkondisi Sensor Arus... 18

3.5 Rangkaian LCD ... 19

3.6 Listing Program ... 20

BAB 4 Pengujian,Kalibrasi,DanAnalisisRangkaian ... 21

4.1 PengujianRangkaian Sensor Arus ACS 712... 21

4.2 PengujianMikrokontrol ATM 8535 ... 22

4.3 KalibrasiTegangan ... 23

4.4 Analisis Data ... 24

4.4.1Analisis Hasil Data Sensor ... 39

BAB 5 Kesimpulan Dan Saran ... 42

5.1 Kesimpulan ... 42 5.2 Saran ... 42

DaftarPustaka Lampiran

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rangkaian Dasar Wattmeter Analog ... 5

Gambar 2.2 IC Sensor ACS 712 ... 7

Gambar 3.1 Gambar Karakteristik Tegangan Vs Arus IC ACS 712 ... 8

Gambar 3.2 Beberapa Seri Mikrokontroller AVR Buatan Atmel ... 9

Gambar 3.3 Blok Diagram ATMega 8535 ... 11

Gambar 3.4 Pin Mikrokontroller ATMega 8535 ... 12

Gambar 3.5 Rangkaian Blok Rangkaian Pengukuran Watt ... 16

Gambar 3.6 Alur Proses Kerja Rangkaian ... 18

Gambar 3.7 Rangkaian Driver ACS 712 ... 19

Gambar 3.8 Rangkaian Interface LCD Dengan Mikrokontrol ... 20

Gambar 4.1 Rangkaian Uji Mikrokontroller ATM 8535 ... 22

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Umumnya wattmeter banyak dipergunakan untuk mengukur atau untuk menentukan seberapa besar suatu komponen atau beban memerlukan energi dalam suatu satuan waktu tertentu. Peralatan seperti kwh meter dapat dipergunakan untuk mengukur watt dengan arus yang sedang hingga besar, puluhan Ampere.

Untuk megukur daya yang lebih kecil dan dapat dikalibrasi serta lebih presisi maka kwh meter tidaklah efisien. Hal ini disebabkan oleh penggunaan kwh meter sudah dispesifikasi secara khusus untuk penggunaan daya listrik dari PLN yang berdaya 450 W hingga ribuan Watt.

Wattmeter adalah instrument atau alat penguk uran daya listrik khususnya daya listrik nyata yang pembacaannya diberikan dalam satuan Watt. Wattmeter berfungsi sebagai alat yangmengukur daya listrik pada beban - beban yang sedang beroperasi dalam suatu sistem kelistrikandengan beberapa kondisi beban, seperti beban dc, beban AC satu phase serta beban AC tiga phase. Wattmeter biasanya digunakan pada lab – lab fisika dimana alat ini

digunakan sebagai alat peraga untuk mengetahui daya yang dipakai dalam suatu rangkaian beban. Sebelum mempelajari alat ini l ebih lanjut, ada baiknya kita pelajari sedikit mengenai parameter yang diukur oleh alat ini. Daya listrik dalam pengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua kelompok sesuai dengan catu tenaga listriknya, yaitu daya listrik DC dan daya listrik AC. Daya listrik DC dirumuskan sebagai :P = V . I dimana : P = daya (Watt)V = tegangan (Volt)I = arus (Amper) Daya listrik AC ada 2 macam yaitu: daya untuk satu phase dan daya untuk tiga phase

Wattmeter analog yang paling sederhana adalah wattmeter jenis elektrodinamis, dimana terdiri dari sepasang kumparan tetap yang disebut kumparan arus dan kumparan bergerak yang disebut kumparan potensial . K u m p a r a n a r u s d i h u b u n g k a n s e c a r a s e r i d e n g a n r a n g k a i a n , s e d a n g k a n k u m p a r a n p o t e n s i a l d i h u b u n g k a n s e c a r a p a r a l e l . S e l a i n i t u p a d a w a t t m e t e r i n i , k u m p a r a n p o t e n s i a l m e m b a w a j a r u m y a n g b e r g e r a k d i a t a s s k a l a u n t u k m e n u n j u k k a n p e n g u k u r a n . S e b u a h a r u s y a n g m e n g a l i r m e l a l u i a r u s k u m p a r a n m e n g h a s i l k a n m e d a n elektromagnetik di sekitar kumparan. Kekuatan bidang ini adalah sebanding dengan baris saat inidan di fase dengan itu. sebuah resistor bernilai tinggi dihubungkan secara seri dengan alat ini u n t u k m e n g u r a n g i a r u s y a n g m e n g a l i r m e l e w a t i n y a . K u m p a r a n p o t e n s i a l p a d a w a t t m e t e r umumnya memiliki resistansi yang tinggi.

Rangkaian dari alat pengukur watt bias rusak oleh arus berlebih. Berbeda dengan voltmeter. Jika voltmeter kelebihan beban, pointer akan menunjukkan melampaui batas atas skala. Tetapi pada wattmeter tidak bias seperti voltmeter. Hal ini karena posisi pointer tergantung pada factor daya tegangan dan arus. Dengan demikian, rangkaian dengan factor daya yang rendah akan memberikan pembacaan alat pengukur watt rendah, bahkan ketika kedua sirkuit yang dimuat ke batas keamanan maksimum. Oleh karena itu, sebuah alat pengukur watt dinilai tidak hanya dalam watt, tetapi juga dalam volt dan ampere.

Berdasarkan latar belakang tersebut diatas maka pada proyek ini, penulis membuat proyek dengan judul

“PEMBUATAN DAN PENGUKURAN WATT DENGAN SENSOR ARUS SERI

ACS 712 MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ATM 8535”

Yaitu, suatu rangkaian alat yang dapat difungsikan sebagai pengukur Watt sederhana secara digital untuk dapat digunakan secara portabel.

1.2. Rumusan Masalah

1.3. Batasan Masalah

Pembatasan masalah dalam proyek ini hanya mencakup beberapa point utama, diantaranya adalah sebagai berikut :

2. Mikrokontrol yang digunakan adalah ATmega 8535 yang hanya difungsikan sebagai pembaca arus dan menghitung besaran daya.

3. Display LCD yang digunakan hanya difungsikan sebagai penampil hasil proses input dan output.

4. Pengujian sistem dilakukan dengan beban yang rendah. 5. Kalibrasi alat hanya dengan teknik regulator.

1.4. Maksud dan Tujuan

Adapun maksud dan tujuan penelitian ini adalah :

1. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang alat Metrologian, Instrumentasi, dan Kalibrasi.

2. Untuk memperdalam konsep maupun cara kerja sensor Arus dan merangkainya dengan komponen lain sehingga menjadi suatu alat ukur Watt. 3. Membuat suatu alat yang tepat guna dan berkualitas dalam pengukuran

sampai ketelitian yang diperkecil atau mendekati benar.

4. Memenuhi syarat untuk menyelesaikan mata kuliah Projek Akhir dan menyelesaikan pendidikan di program studi D-III Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU.

1.5. Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : a. Metode pustaka

Mencari data-data yang berkaitan dengan alat yang akan dibuat, dari literatur buku -buku, jurnal - jurnal, majalah - majalah elektronika dan situs-situs internet untuk mempelajari hal-hal sebagai berikut :

1. Karakterisitik mikrokontroler ATmega 8535 termasuk cara pemrograman dan interface-nya.

2. Karakterisitik sensor arus ACS 712

b. Metode perencanaan dan pembuatan alat

Untuk membuat alat ini dilakukan langkah-langkah sebagai berikut :

1. Mencoba-coba alat atau rangkaian sesuai dengan data-data yang telah diperoleh sesuai spesifikasi alat yang diinginkan.

2. Melaksanakan perencanaan tiap-tiap blokdiagram dari hasil coba-coba yang dianggap rangkaian paling efektif yang kemudian digabungkan sehingga menjadi satu sistem.

c. Mempersiapkan komponen yang diperlukan antara lain sebagai berikut : 1. Mikrokontroler ATmega 8535 sebagai pengendali sistem. Komponen ini

dipakai karena mudah diperoleh dipasaran dengan harga yang relatif murah, bisa digunakan untuk berbagai macam keperluan serta mudah memrogramnya karena memiliki fitur ISP (In-System Programming).

2. Sensor arus, banyak metode yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus listrik, diantaranya adalah dengan metode shunt resistif, tranformer arus, dan sensor magnetik. Dengan metode tersebut maka telah dikembangkan beberapa teknologi dalam perealisasian dalam bentuk kemasaan yang telah dikenal sebagai sensor magnetic fluxgate, digital clamp ampere meter, dan efek Hall.

3. LCD sebagai penampil hasil pengujian kualitas udara yang terdapat pada suatu tempat.

d. Pembuatan alat

Perakitan tiap-tiap blok dan penggabungan tiap-tiap blok menjadi satu sistem.

e. Pengujian alat

Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui apakah sistem yang dibuat telah bekerja dengan baik. Pengujian dilakukan pada tiap-tiap blok, kemudian dilakukan pengujian sistem secara keseluruhan.

f. Kalibrasi alat

Membandingkan hasil pengukuran dengan alat ukur standar melalui beberapa tahap.

g. Konsultasi dengan dosen pembimbing serta mencari sumber informasi yang berhubungan dengan pembuatan tugas akhir.

1.6. Tinjauan Pustaka

Studi pustaka dimaksudkan untuk mendapatkan landasan teori, data-data atau informasi sebagai bahan acuan dalam melakukan perencanaan, percobaan, pembuatan dan penyusunan tugas akhir.

Agar lebih mudah untuk dibaca penulis berusaha untuk menyusun laporan ini dengan urutan yang sistematis. Untuk itu penulis membaginya ke dalam beberapa bab agar lebih mudah dimengerti dan dipahami dan lebih mudah dipahami dan lebih tersetruktur.

Adapun sistematika penulisannya adalah sebagai berikut :

BAB 1 PENDAHULUAN

Dalam bab ini diuraikan tentang latar belakang masalah, identifikasi masalah, batasan masalah, maksud dan tujuan, metode penelitian dan sistematika penulisan.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Pada bab ini dijelaskan tentang teori dasar yang melandasi tentang komponen yang terlibat pada pembuatan alat pengukur watt.

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM

Pada rancangan sistem dijelaskan sistem kerja dalam diagram blok.

BAB 4 IMPLEMENTASI SISTEM

Rangkaian sensor Arus diuji sedemikian rupa sehingga dapat dipergunakan sebagaimana semestinya.

Pada bagian bab 5 tersebut akan disimpulkan beberapa point sebagai kesimpulan rancangan alat dan memberikan saran pada penelitian lanjutan demi perbaikan performans alat yang telah dibuat.

BAB II

LANDASAN TEORI

Pengukuran daya pada suatu sirkit pada umumnya dapat dibedakan dengan dua tipe, yaitu tipe daya resistif dan induktif. Namun pada tulisan ini hanya daya resistif yang akan dibicarakan. Hal ini dibuat untuk mempermudah baik dalam pembuatan, pengukuran, dan pengkalibrasian Wattmeter Digital yang waktunya dapat diprogram.

Untuk merealisasikan pembuatan dan pengkalibrasian alat ukur tersebut maka di bawah ini akan dijelaskan terlebih dahulu beberapa konsep atau teori dasar yang melatarbelakanginya. Diantaranya adalah, konsep dasar Wattmeter, hukum Ohm, daya listrik, sensor arus, mikrokontroller, penampil LCD, beberapa komponen dasar sebagai pendukung, dan pemrograman dengan Code Vision AVR.

2.1. Watt meter

Wattmeter adalah instrument atau alat pengukuran daya listrik khususnya daya listrik nyata yang pembacaannya diberikan dalam satuan Watt. Wattmeter berfungsi sebagai alat yangmengukur daya listrik pada beban - beban yang sedang beroperasi dalam suatu sistem kelistrikandengan beberapa kondisi beban, seperti beban dc, beban AC satu phase serta beban AC tiga phase. Wattmeter biasanya digunakan pada lab – lab fisika dimana alat ini digunakan sebagai alat peraga untuk mengetahui daya yang dipakai dalam suatu rangkaian beban. Sebelum mempelajari alat ini lebih lanjut, ada

baiknya kita pelajari sedikit mengenai parameter yang diukur oleh alat ini. Daya listrik dalam pengertiannya dapat dikelompokkan dalam dua kelompok sesuai dengan catu tenaga listriknya, yaitu daya listrik DC dan daya listrik AC. Daya listrik DC dirumuskan sebagai :P = V . I dimana : P = daya (Watt)V = tegangan (Volt)I = arus (Amper) Daya listrik AC ada 2 macam yaitu: daya untuk satu phase dan daya untuk tiga phase.

Wattmeter analog yang paling sederhana adalah wattmeter jenis elektrodinamis, dimana terdiri dari sepasang kumparan tetap yang disebut kumparan arus dan kumparan bergerak yang disebut kumparan potensial. Kumparan arus dihubungkan secara seri dengan rangkaian, sedangkan kumparan potensial dihubungkan secara paralel. Selain itu pada wattmeter ini, kumparan potensial membawa jarum yang bergerak di atas skala untuk menunjukkan pengukuran. Sebuah arus yang mengalir melalui arus kumparan menghasilkan medan elektromagnetik di sekitar kumparan. Kekuatan bidang ini adalah sebanding dengan baris saat inidan di fase dengan itu. sebuah resistor bernilai tinggi dihubungkan secara seri dengan alat ini untuk mengurangi arus yang mengalir melewatinya. Kumparan potensial pada wattmeter umumnya memiliki resistansi yang tinggi.

Umumnya, daya dalam rangkaian listrik adalah merupakan hasil kali dari tegangan dan arus dengan satuan Watt. Secara khusus, pengukuran daya dibuat berdasarkan pergerakan jarum meter yang disebut pergerakan dynamometer yang

gerakannya sama dengan meter D’Arsonval.

Rangkaian dasar dari Wattmeter analog dikenal sebagai Pergerakan jarum pada

Gambar 2.1. Rangkaian Dasar Wattmeter Analog.

2.2. Hukum Dasar Kelistrikan

2.2.1. Hukum Ohm

Hukum Ohm adalah suatu pernyataan bahwa besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding lurus dengan beda potensial yang diterapkan kepadanya atau juga menyatakan bahwa besar arus yang mengalir pada suatu konduktor pada suhu tetap sebanding dengan beda potensial antara kedua ujung-ujung konduktor.

Sebuah benda penghantar dikatakan mematuhi hukum Ohm apabila nilai resistansinya tidak bergantung terhadap besar dan polaritas beda potensial yang dikenakan kepadanya. Walaupun pernyataan ini tidak selalu berlaku untuk semua jenis penghantar, namun istilah "hukum" tetap digunakan dengan alasan sejarah. Secara matematis hukum Ohm diekspresikan dengan persamaan:

dimana I adalah arus listrik yang mengalir pada suatu penghantar dalam satuan Ampere, Vadalah tegangan listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam satuan volt, dan Radalah nilai hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuanohm.

Hukum ini dicetuskan oleh George Simon Ohm, seorang fisikawan dari Jerman pada tahun 1825 dan dipublikasikan pada sebuah paper yang berjudul The Galvanic Circuit Investigated Mathematically pada tahun 1827.

ada 2 bunyi hukum Ohm yaitu :

1) Besarnya arus listrik yang mengalir sebanding dengan besarnya beda potensial (Tegangan). Untuk sementara tegangan dan beda potensial dianggap sama walau sebenarnya kedua secara konsep berbeda. Secara matematika di tuliskan I ∞ V atau V

∞ I, Untuk menghilangkan kesebandingan ini maka perlu ditambahkan sebuah konstanta yang kemudian di kenal dengan Hambatan (R) sehingga persamaannya menjadi V = I.R. Dimana V adalah tegangan (volt), I adalah kuat arus (A) dan R adalah hambatan (Ohm).

2) Perbandingan antara tegangan dengan kuat arus merupakan suatu bilangan konstan yang disebut hambatan listrik. Secara matematika di tuliskan V/I = R atau dituliskan V = I.R.

Fungsi utama hukum Ohm adalah digunakan untuk mengetahui hubungan tegangan dan kuat arus serta dapat digunakan untuk menentukan suatu hambatan beban listrik tanpa menggunakan Ohmmeter. Kesimpulan akhir hukum Ohm adalah semakin besar sumber tegangan maka semakin besar arus yang dihasilkan. Kemudian

tegangan dan arus listrik. Konsep ini salah, besar kecilnya hambatan listrik tidak dipengaruhi oleh besar tegangan dan arus listrik tetapi dipengaruhi oleh panjang penampang, luas penampang dan jenis bahan.

Hukum dasar tentang arus listrik adalah mengacu terhadap hukum Ohm, yang menyatakan bahwa:

I = V/R

Dimana, I adalah arus dalam satuan Ampere, V adalah tegangan dalam satuan Volt, dan R adalah hambatan dalam satuan Ohm.

2.2.2. Daya Listrik

Daya listrik didefinisikan sebagai laju hantaran energi listrik dalam sirkuit listrik. Satuan SI daya listrik adalah watt yang menyatakan banyaknya tenaga listrik yang mengalir per satuan waktu (joule/detik).

Arus listrik yang mengalir dalam rangkaian dengan hambatan listrik menimbulkan kerja. Peranti mengkonversi kerja ini ke dalam berbagai bentuk yang berguna, seperti panas (seperti pada pemanas listrik), cahaya (seperti pada bola lampu), energi kinetik (motor listrik), dan suara (loudspeaker). Listrik dapat diperoleh dari pembangkit listrik atau penyimpan energi seperti baterai.

Daya adalah hasil kali antara arus listrik I dan tengangan V dengan satuan Watt. Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :

P = VxI

atau

P = V2R

Dalam hal ini, daya yang dimaksud adalah daya resistif saja.

Sedangkan daya dalam selang waktu tertentu adalah perkalian antara daya dengan waktu dalam satuan watt jam.

2.3. Sensor Arus

Banyak metode yang dapat digunakan untuk mengukur kuat arus listrik, diantaranya adalah dengan metode shunt resistif, tranformer arus, dan sensor magnetik. Dengan metode tersebut maka telah dikembangkan beberapa teknologi dalam perealisasian dalam bentuk kemasaan yang telah dikenal sebagai sensor magnetic fluxgate, digital clamp ampere meter, dan efek Hall.

2.3.1. Hall Effect Allegro ACS 712

tegangan. Tegangan tersebut biasanya diumpankan ke current transformer terlebih dahulu sebelum masuk ke pengkondisi signal.

Teknologi Hall Effect yang diterapkan oleh Allegro menggantikan fungsi resistor shunt dan current transformer menjadi sebuah sensor dengan ukuran yang relative jauh lebih kecil. Aliran arus listrik yang mengakibatkan medan magnet yang menginduksi bagian dynamic offset cancellation dari ACS 712. Bagian ini akan dikuatkan oleh amplifier dan melalui filter sebelum dikeluarkan melalui kaki 6 dan 7, modul tersebut membantu penggunaan untuk mempermudah instalasi arus ini ke dalam system. ACS 712 adalah Hall Effect current sensor. Hall effect allegro ACS 712 merupakan sensor yang presisi sebagai sensor arus AC atau DC dalam pembacaan arus dalam dunia industry, otomitif, komersil dan system – system komunikasi.

Pada umumnya aplikasi sensor ini digunakan untuk mangontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode power supplies dan proteksi beban berlebih. Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena didalamnya terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan yang terbuat dari tembaga. Cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang ditangkap oleh integratet Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional.

Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan komponen yang ada didalamnya antara penghantar yang menghasilkan medan magnet dengan Hall transducer secara berdekatan. Persisnya, tegangan proporsional yang

rendah akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya yang telah dibuat untuk ketelitian yang tinggi oleh pabrik.

Sensor arus yang telah dikemas dalam bentuk IC seperti Hall effect buatan Allegro dengan tipe ACS 712 adalah merupakan sensor arus yang menggunakan prinsip mengukur/ merespon medan magnet disekitar kawat berarus.

Prinsip kerja IC tersebut adalah mengkombinasikan fungsi resistor shunt dan current transformer sehingga dapat difungsikan sebagai sensor arus ac maupun dc yang mempunyai pembacaan dengan ketepatan tinggi.

Agar supaya medan magnetnya cukup kuat dan terukur oleh sensor efek Hall maka telah dilengkapi dengan lilitan dengan inti ferit. Isyarat dari sensor efek Hall ini pada umumnya dikalibrasi pada medan sama dengan Nol pada tegangan 2,5 V.

Bentuk komponen ACS 712 tersebut adalah seperti pada Gambar 2.1 berikut.

2.3.2. Karakteristik Dan Fitur Penting ACS 712

Beberapa fitur penting dari sensor arus ACS 712 adalah sebagai berikut. - Response time : 5 µs

- Bandwith : 50 kHz

- Resistansi internal : 1,2 mΩ - Operasi catu daya : 5.0 V

- Sensitivitas out : 66 – 185 mV/A - Tegangan out : ac atau dc

- Total error out : 1,5 % pada TA = 25 °C, dan 4 % pada -40 °C sampai 85 °C.

- Akurasi : aturan pabrik

Karakteristik Tegangan terhadap arus dari komponen tersebut, diperlihatkan pada Gambar 2.3. berikut :

2.4. Mikrokontroler ATmega-8535

Banyak komponen mikrokontrol yang telah beredar di pasaran elektronik sekarang ini, diantaranya adalah mikrokontroller ATmega seri 8535. Mikrokontroller, sesuai namanya adalah suatu komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro. Mikrokontroller suatu sistem elektronika yang terdiri dari beberapa bagian, diantaranya adalah bagian mikroprosesor, memori, sistem input/output, dan beberapa fasilitas seperti timer, pulsa modulasi dan sebagainya yang telah dikemas menjadi suatu IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standar memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock.

Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut single chip microcomputer. Lebih lanjut, mikrokontroler merupakan sistem komputer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dangan PC (Personal Computer) yang memiliki beragam fungsi. Perbedaan lainnya adalah perbandingan RAM dan ROM yang sangat berbeda antara komputer dengan mikrokontroler.

Mikrokontroler adalah sebuah system microprocessor dimana didalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Sehingga kita tinggal

memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya menurut Winoto (2008:3).

Teknologi yang digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan mikrokontroler seri MCS-51. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computer), sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computer). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan keluarga AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, kelengkapan periperal dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki.

ATMega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8 bit daya rendah berbasis arsitektur RISC. Instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATMega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATMega8535 dapat bekerja dengan kecepatan tinggi walaupun dengan penggunaan daya rendah. Mikrokontroler ATmega8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan.

Berikut adalah tabel perbandingan beberapa seri mikrokontroler AVR buatan Atmel.

Tabel 3.2 Beberapa Seri Mikrokontroller AVR buatan Atmel

Seri Flash (KBytes ) RAM (Bytes ) EEPRO M (KBytes) Pi n I/ O Time r 16-bit Time r 8-bit UAR T PW M AD C 10-bit SP I IS P

ATmega8 8 1024 0.5 23 1 1 1 3 6/8 1 Ya ATmega853

5

8 512 0.5 32 2 2 1 4 8 1 Ya

ATmega16 16 1024 0.5 32 1 2 1 4 8 1 Ya

ATmega162 16 1024 0.5 35 2 2 2 6 8 1 Ya

ATmega32 32 2048 1 32 1 2 1 4 8 1 Ya

ATmega128 128 4096 4 53 2 2 2 8 8 1 Ya

ATtiny12 1 - 0.0625 6 - 1 - - - - Ya

ATtiny2313 2 128 0.125 18 1 1 1 4 - 1 Ya

ATtiny44 4 256 0.25 12 1 1 - 4 8 1 Ya

ATtiny84 8 512 0.5 12 1 1 - 4 8 1 Ya

Keterangan:

 Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program hasil buatan manusia yang harus dijalankan oleh mikrokontroler.  RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU

untuk penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running.

 EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running.

 Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa .

 UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial asynchronous.

 PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa.

 ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range tertentu.

 SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara serial synchronous.

 ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang minimal.

2.4.1 Fitur – Fitur Mikrokontroller ATmega8535

Adapun fitur-fitur dari mikrokontroller ATmega8535 adalah sebagai berikut :

1. Saluran I/O Sebanyak 32 buah, yaitu port A sampai port D (Port A, B, C dan D)

2. ADC (Analog to Digital Converter) 10 bit sebanyak 8 chanel.

3. Tiga buah timer/ counter dengan kemampuan perbandingan, yaitu 2 buah timer/ counter 8 bit dan 1 buah timer/ counter 16 bit.

5. 131 instruksi yang hanya membutuhkan 1 siklus clock. 6. Watchdog timer dengan osilator internal.

7. Tegangan operasi 2,7 V – 5,5 V. 8. Internal SRAM sebesar 512 byte.

9. Memori flash sebesar 8 KB dengan kemampuan Read While Write. 10.Unit interupsi internal dan eksternal.

11.Port antarmuka SPI (Serial Pheripheral Interface).

12.Kecepatan hampir mencapai 16 MPIS pada kristal 16 MHz.

13.Internal downloader USB AVR (In-system Programming dilengkapi LED programming indicator).

14.Tidak membutuhkan power tambahan saat melakukan downloader proram. 15.EEPROM (Electrically Erasble Programmable Read Only Memory), sebesar

512 byte yang dapat doprogram saat operasi. 16.Antarmuka komparator analog.

17.Port USART untuk komunikasi serial.

2.4.2. Diagram Blok ATmega 8535

Pada diagram blok ATMega8535 digambarkan 32 general purpose Working register yang dihubungkan secara langsung dengan Arithmetic Logic Unit (ALU). Sehingga memungkinkan dua register yang berbeda dapat diakses dalam satu siklus clock.

:

Gambar 3.3 Blok Diagram ATmega8535

Dari diagram blok tersebut dapat dilihat bahwa ATmega 8535 memiliki bagian-bagian antara lain adalah sebagai berikut:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D. 2. ADC 8 Channel 10 bit.

3. Tiga buah timer/counter dengan kemampuan pembanding. 4. CPU yang terdiri dari 32 buah register.

5. Watchdog timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte.

7. Memori flash sebesar 8KB dengan kemampuan Reead While Write. 8. Intterupt internal dan eksternal.

9. Port antarmuka SPI (Serial Pheripheral Interface).

10.EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11.Antarmuka komparator analog.

12.Port USART untuk komunikasi serial.

2.4.3.Konfigurasi Pin Mikrokontroller AVR ATmega 8535

Konfigurasi pin mikrokontrol ATmega 8535 tersebut adalah seperti pada Gambar 2.5.

Konfigurasi pin ATmega 8535 dapat dilihat pada gambar di atas. Dari Gambar dapat dijelaskan secara fungisional konfigurasi pin ATmega 8535 sebagai berikut :

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin input catu daya. 2. GND sebagai pin ground.

3. Port A (PA0-PA7) merupakan pin I/O dua arah dan input ADC.

4. Port B (PB0-PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, komparator analog dan SPI.

5. Port C (PC0-PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog dan timer osilator.

6. Port D (PD0-PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroller. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin input clock eksternal.

9. AVCC merupakan pin input tegangan untuk ADC. 10.AREF merupakan pin input tegangan referensi ADC.

2.4.4. Karakteristik ADC Internal Mikrokontroller ATmega 8535

Karakteristik ADC internal mikrokontroller ATmega 8535 adalah:

1. Medan dalam pengoperasian. 2. Resolusi 10 bit.

3. Memiliki 8 masukan analog. 4. Konversi pada saat CPU sleep. 5. Interupt waktu kkonversi selesai.

2.5. LCD

Banyak model dan tipe LCD sebagai penampil hasil suatu proses, baik tampilan karakter maupun grafis. Salah satu penampil karakter adalah model H1602B dengan karakter 16 x 2. Artinya, mempunyai dua baris penampil yang masing-masing 16 karakter. Keterangan lebih lanjut tentang LCD dari tipe H1602B dapat dilihat pada Lampiran I.

2.6. Pemrograman C

Banyak pemrograman yang dapat digunakan untuk memprogram mikrokontrol khususnya seri AVR dari Atmel diantaranya adalah dengan pemrograman bahasa C.

2.6.1. Struktur Penulisan Bahasa C

Umumnya penulisan pada pemrograman bahasa c didahului dengan tanda pagar seperti berikut ini.

#include<[library1.h]> // optional #define [nama1] [nilai]; // optional [global variables] // optional

[functions] // optional

Int main (void) // optional {

}

Keterangan

- Opsional artinya boleh ditulis atau tidak, sesuaikan dengan kebutuhan - Penulisan variabel di awal agar supaya dapat digunakan pada sepanjang

program dan dengan deklarasi fungsi-fungsi yang terlibat.

2.6.2. Deklarasi Variabel dan Konstanta

Variabel adalah merupakan suatu memori penyimpan data yang nilainya dapat di ubah-ubah.

Penulisannya adalah sebagai berikut : [tipe data] [nama] = [nilai];

Konstanta adalah merupakan suatu memori penyimpan data yang nilainya tidak dapat di ubah-ubah.

Penulisannya adalah sebagai berikut : const [nama] = [nilai];

pernyataan atau statement adalah setiap operasi dalam pemrograman yang harus diikuti dengan tanda [;] atau [}].

Contoh suatu pernyataan:

2.6.3. Operasi Logika dan Bilangan Biner

Operator Logika : AND &&

NOT !

OR ||

Biner : AND &

OR |

XOR ˆ

Shift right ˃˃

BAB III

ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM

3.1. Diagram Blok Rancangan

Rancangan sistem pengukur watt listrik berikut ini terdiri dari beberapa bagian, yaitu: bagian sensor arus (ACS 712), bagian pengolah dengan mikrokontroler (ATM 8535), display LCD H1602B (16x2), dan bagian beban resistif seperti bohlam. Penggunaan regulator pada bagian masukan berfungsi sebagai penstabil tegangan.

Rancangan rangkaian alat pembaca watt digital secara diagram blok dapat digambarkan seperti pada Gambar 3.1 berikut :

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian Pengukur Watt

3.2. Cara Kerja Rangkaian

Cara kerja rangkaian seperti pada diagram blok pada Gambar 3.1 adalah sebagai berikut. Jika beban terpasang maka sensor arus ACS 712 mengesan arus yang lewat dan sekaligus membaca tegangan yang telah disearahkan telebih dahulu.

Selanjutnya, jika besaran arus dan tegangan dikalikan melalui pemrograman C maka hasil dayanya dapat di tampilkan pada layar LCD.

Fungsi regulator dalam diagram blok tersebut adalah unuk penstabil tegangan jala Mikrokontrol

ATM 8535 Sensor I,V

Display Watt Beban (Resistif)

Regulator

3.3. Alur Kerja Rangkaian

Untuk menyederhanakan proses perhitungan dan pembacaan sistem ditunjukkan seperti pada Gambar 3.2 berikut ini.

Gambar 3.2. Alur proses kerja rangkaian

Mulai

Inisialisasi Port

Reset Komunikasi

Kirim Perintah Membaca I,V, t

Baca I, V, t

Tampilkan I, t, dan P

Stop

3.4. Rangkaian Pengkondisi Sensor Arus

Rangkaian sensor arus yang dipergunakan pada rancangan ini adalah sensor arus buatan Allegro dengan metode Hall Effect dari tipe ACS 712, dikenal sebagai IC Hall effect tipe ACS 712. Sensor ini adalah merupakan sensor arus yang menggunakan prinsip mengukur/ merespon medan magnet disekitar kawat berarus. Rancangan rangkaian pengkondisi sinyal dan driver sensor ke bagian interface ke mikrokontrol ditunjukkan seperti pada Gambar 3.3 berikut :

3.5. Rangkaian LCD

Rangkaian interface penampil LCD tipe H1602B, dua baris dengan masing-masing baris terdiri dari 16 karakter, dengan mikrokontrol adalah seperti pada Gambar 3.4 berikut ini.

Gambar 3.4. Rangkaian interface LCD dengan Mikrokontrol.

3.6. Listing Program

Program Watt meter pada tulisan ini dibuat dengan program AVR seperti Listing berikut ini.

BAB IV

IMPLEMENTASI SISTEM

Sebelum dilakukan pengukuran watt dengan berbagai beban resistif pada alat maka terlebih dahulu dilakukan beberapa prosedur pengujian yang penting, diantaranya adalah pengujian dan kalibrasi terhadap :

1. Pengujian Sensor Arus ACS 712 2. Pengujian Mikrokontroller ATM 8535 3. Kalibrasi Tegangan

4.1. Pengujian Rangkaian Sensor Arus ACS 712

Pengujian sensor arus ACS 712 dilakukan dengan rangkaian seperti pada Gambar 3.3 dengan hasil data yang diperoleh adalah seperti pada Tabel 4.1 sebagai berikut.

Tabel 4.1. Tabel Pengujian Sensor ACS 712

Kondisi Tegangan PLN : Rata-rata 205 Volt

Ampere meter : AVO Meter Sunwa 360 TYR Masing-masing Perc. : 5 X

No. Beban Bohlam, W Arus I rerata (Pengujian), Ma

Arus I (Teori), mA

1. 25 121 114

2. 40 195 182

3. 75 365 341

4. 100 488 455

4.2. Pengujian Mikrokontrol ATM 8535

Pengujian mikrokontrol ATM 8535 dengan menggunakan suatu program sesuai dengan rangkaian seperti pada Gambar 4.1 adalah sebagai berikut.

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATmega8535 ini dilakukan dengan menghubungkan rangkaian tersebut terhadap power supply sebagai sumber tegangan. Kaki 10 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 11 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 10 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 10 sebesar 4,9 volt.

Langkah selanjutnya adalah memberikan program pengujian pada mikrokontroler ATmega 8535 yaitu seperti listing program sebagai berikut:

Listing Program Pengujian Mikrokontrol

#include <mega8535.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> while (1)

{

// Place your code here PORTA=0xFF;

DDRA=0xFF; {

delay_us(100); PORTA=0x00; DDRA=0x00;

4.3. Kalibrasi Tegangan

Umumnya tegangan jala PLN tidaklah stabil, oleh karena itu maka dilakukan dengan penstabil tegangan menggunakan Stabilisator. Pengkalibrasian dilakukan seperti pada diagram blok pada Gambar 3.1.

Hasil kalibrasi dengan regulator tegangan tersebut, maka diperoleh data pengukuran besar arus terhadap beberapa beban resistif seperti pada Tabel 4.2 berikut ini.

Tabel 4.2. Tabel arus hasil kalibrasi tegangan

Kondisi Tegangan PLN : Rata-rata 220 Volt

Ampere meter : AVO Meter Sunwa 360 TYR

Regulator : Stabilator 5000 VA

Percobaan : Masing-masing 5X

No. Beban Bohlam, W Arus I rerata (Pengujian), mA

Arus I (Teori), mA

1. 25 118 114

2. 40 188 182

3. 75 350 341

4.4. Analisis Data

4.4.1. Analisis Hasil Data Sensor

Berdasarkan hasil data pengujian terhadap sensor arus ACS 712 yang sesuai dengan data pada Tabel 4.1 maka diperoleh suatu hasil yang kurang sesuai bila dibandingkan terhadap nilai secara hitungan teoritis. Dengan demikian, jika dihitung daya sesaatnya maka diperoleh daya yang lebih besar. Hal ini disebabkan oleh karena tegangan tidak mencapai 220 Volt.

Persentasi ralat akibat tegangan jala PLN yang kurang normal, 205 V pada pengukuran pada Tabel 4.1 diatas, maka dapat ditentukan ralat rata-rata arus pada beban masing-masing bohlam adalah: 94,21+93,33+93,42+93,23 / 5 = 374,19/4 = 93,55 %.

Kemudian, persentasi ralat setelah tegangan dikalibrasi dengan regulator, maka sesuai dengan data pada Tabel 4.2 dan dengan cara perhitungan yang sama dengan diatas, maka diperoleh besar rata-rata arus adalah: 0,966+0,968+0,974+0,978 / 4 = 96,89 %. Hal ini diperkuat dengan karakteristik sensor antara tegangandan arus, yaitu seperti pada Gambar 4.2 berikut.

Jadi, berdasarkan perhitungan dengan dan tanpa regulator terjadi kenaikan daya yang direpresentasikan dengan arus adalah sebesar:96,89 % - 93,55 = 3,34 %. Artinya, jika tegangan stabil maka alat ukur daya yang telah dibuat akan menunjukkan hasil yang cukup akurat. Dan, jika dibandingkan dengan nilai setelah dikalibrasi dengan nilai teoritisnya maka diperoleh hasil sebesar 100 % - 96,89 % = 3,11 %.

4.4.2. Analisis Hasil Pengujian Mikrokontroller

Sesuai dengan Gambar rangkaian 4.1 dan dengan Listring program tersebut, maka jika dijalankan program listing tersebut maka diperoleh hasilnya yaitu nyala lampu LED berkedip. Hal ini membuktikan bahwa rangkaian telah bekerja dengan baik, dan dapat disambungkan ke bagian input sensor arus dan output pada penampil LCD.

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan kalibrasi alat ukur Watt yang telah dibuat maka dapat dilaporkan hasilnya sebagai berikut :

1. Sensor arus ACS 712 bekerja dengan persentasi kesalahan umum sebesar 3,34 % dibandingkan terhadap nilai hasil perhitungan teoritisnya.

2. Secara keselurukan sistem alat ukur daya dalam Watt bekerja dengan baik, yaitu persentasi ralat daya terukur sebesar 3,34 %.

3. Persentasi ralat daya hasil kalibrasi untuk beban resistif terhadap nilai teoritisnya diperoleh sebesar 3,11 %.

5.2Saran

Alat yang telah dibuat dapat dipergunakan untuk mempelajari sistem pengukur daya secara umum, beban resistif, namun jika dipakai untuk alat ukur yang real tentunya perlu dikaji lebih dalam khususnya pada pensinkronisasian sensor arus terhadap frekuensi yang sering fluktuatif.

DAFTAR PUSTAKA

Halawa, Edward E.H dan Setyawan P. Sakti. 1995. Pemrograman Dengan C/C++ Dan Aplikasi Numerik. Jakarta: Erlangga

Malvino, Albert paul. 2003. Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2. Edisi Pertama. Jakarta: Salemba Teknika.

Malvino, Albert paul. 2004 . Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2, Edisi Keempat, Jakarta : Salemba Teknika.

Naimah F Nasution. 2008. Perancangan Alat Bantu Pengukur Jarak Bagi Penyandang Tuna Netra Dengan Menggunakan Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler A8T9S51.TugasAkhir. Medan, Indonesia: Universitas Sumatera Utara

Opim S. Sitompul. 1995. Prinsip Dasar Pemrograman C. Jakarta: Ghalia Indonesia. Bhisop, Owen. 2004. Dasar – dasarElektronika. Surabaya: Erlangga

Petruzella, Frank D. 2001. Elektronik Industri. Terjemahan sumanto. Edisi kedua. Yogyakarta: Andi

Pitowarno, Endra. 2005. Mikrokontroller& Interfacing. Yogyakarta: Andi

Pratamo, Andi. 2005. Panduan Praktis Pemograman AVR Mikrokontroler. Yogyakarta : Penerbit ANDI.

Widodo, Budiharto. 2004. Elektronika Digital Dan Mikrokontroller. Yogyakarta: Andi Offset

Bejo,Agus. 2008. C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroller ATMEGA8535 Edisi I. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Linga,Wardana. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroller AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware dan Aplikasi. Yogyakarta: Andi.

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATmega8535 ini dilakukan dengan menghubungkan rangkaian tersebut terhadap power supply sebagai sumber tegangan. Kaki 10 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 11 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 10 diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 10 sebesar 4,9 volt.

Langkah selanjutnya adalah memberikan program pengujian pada mikrokontroler ATmega 8535 yaitu seperti listing program sebagai berikut:

Listing Program Pengujian Mikrokontrol

#include <mega8535.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> while (1)

{

// Place your code here PORTA=0xFF;

DDRA=0xFF; {

delay_us(100); PORTA=0x00;

4.3. Kalibrasi Tegangan

Umumnya tegangan jala PLN tidaklah stabil, oleh karena itu maka dilakukan dengan penstabil tegangan menggunakan Stabilisator. Pengkalibrasian dilakukan seperti pada diagram blok pada Gambar 3.1.

Hasil kalibrasi dengan regulator tegangan tersebut, maka diperoleh data pengukuran besar arus terhadap beberapa beban resistif seperti pada Tabel 4.2 berikut ini.

Tabel 4.2. Tabel arus hasil kalibrasi tegangan

Kondisi Tegangan PLN : Rata-rata 220 Volt

Ampere meter : AVO Meter Sunwa 360 TYR

Regulator : Stabilator 5000 VA

Percobaan : Masing-masing 5X

No. Beban Bohlam, W Arus I rerata (Pengujian), mA

Arus I (Teori), mA

1. 25 118 114

2. 40 188 182

3. 75 350 341

4.4. Analisis Data

4.4.1. Analisis Hasil Data Sensor

Berdasarkan hasil data pengujian terhadap sensor arus ACS 712 yang sesuai dengan data pada Tabel 4.1 maka diperoleh suatu hasil yang kurang sesuai bila dibandingkan terhadap nilai secara hitungan teoritis. Dengan demikian, jika dihitung daya sesaatnya maka diperoleh daya yang lebih besar. Hal ini disebabkan oleh karena tegangan tidak mencapai 220 Volt.

Persentasi ralat akibat tegangan jala PLN yang kurang normal, 205 V pada pengukuran pada Tabel 4.1 diatas, maka dapat ditentukan ralat rata-rata arus pada beban masing-masing bohlam adalah: 94,21+93,33+93,42+93,23 / 5 = 374,19/4 = 93,55 %.

Kemudian, persentasi ralat setelah tegangan dikalibrasi dengan regulator, maka sesuai dengan data pada Tabel 4.2 dan dengan cara perhitungan yang sama dengan diatas, maka diperoleh besar rata-rata arus adalah: 0,966+0,968+0,974+0,978 / 4 = 96,89 %. Hal ini diperkuat dengan karakteristik sensor antara tegangandan arus, yaitu seperti pada Gambar 4.2 berikut.

Jadi, berdasarkan perhitungan dengan dan tanpa regulator terjadi kenaikan daya yang direpresentasikan dengan arus adalah sebesar:96,89 % - 93,55 = 3,34 %. Artinya, jika tegangan stabil maka alat ukur daya yang telah dibuat akan menunjukkan hasil yang cukup akurat. Dan, jika dibandingkan dengan nilai setelah dikalibrasi dengan nilai teoritisnya maka diperoleh hasil sebesar 100 % - 96,89 % = 3,11 %.

4.4.2. Analisis Hasil Pengujian Mikrokontroller

Sesuai dengan Gambar rangkaian 4.1 dan dengan Listring program tersebut, maka jika dijalankan program listing tersebut maka diperoleh hasilnya yaitu nyala lampu LED berkedip. Hal ini membuktikan bahwa rangkaian telah bekerja dengan baik, dan dapat disambungkan ke bagian input sensor arus dan output pada penampil LCD.

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan kalibrasi alat ukur Watt yang telah dibuat maka dapat dilaporkan hasilnya sebagai berikut :

1. Sensor arus ACS 712 bekerja dengan persentasi kesalahan umum sebesar 3,34 % dibandingkan terhadap nilai hasil perhitungan teoritisnya.

2. Secara keselurukan sistem alat ukur daya dalam Watt bekerja dengan baik, yaitu persentasi ralat daya terukur sebesar 3,34 %.

3. Persentasi ralat daya hasil kalibrasi untuk beban resistif terhadap nilai teoritisnya diperoleh sebesar 3,11 %.

5.2Saran

Alat yang telah dibuat dapat dipergunakan untuk mempelajari sistem pengukur daya secara umum, beban resistif, namun jika dipakai untuk alat ukur yang real tentunya perlu dikaji lebih dalam khususnya pada pensinkronisasian sensor arus terhadap frekuensi yang sering fluktuatif.

DAFTAR PUSTAKA

Halawa, Edward E.H dan Setyawan P. Sakti. 1995. Pemrograman Dengan C/C++ Dan Aplikasi Numerik. Jakarta: Erlangga

Malvino, Albert paul. 2003. Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2. Edisi Pertama. Jakarta: Salemba Teknika.

Malvino, Albert paul. 2004 . Prinsip-prinsip Elektronika. Jilid 1 & 2, Edisi Keempat, Jakarta : Salemba Teknika.

Naimah F Nasution. 2008. Perancangan Alat Bantu Pengukur Jarak Bagi Penyandang Tuna Netra Dengan Menggunakan Sensor Ultrasonik Berbasis Mikrokontroler A8T9S51.TugasAkhir. Medan, Indonesia: Universitas Sumatera Utara

Opim S. Sitompul. 1995. Prinsip Dasar Pemrograman C. Jakarta: Ghalia Indonesia. Bhisop, Owen. 2004. Dasar – dasarElektronika. Surabaya: Erlangga

Petruzella, Frank D. 2001. Elektronik Industri. Terjemahan sumanto. Edisi kedua. Yogyakarta: Andi

Pitowarno, Endra. 2005. Mikrokontroller& Interfacing. Yogyakarta: Andi

Pratamo, Andi. 2005. Panduan Praktis Pemograman AVR Mikrokontroler. Yogyakarta : Penerbit ANDI.

Widodo, Budiharto. 2004. Elektronika Digital Dan Mikrokontroller. Yogyakarta: Andi Offset

Bejo,Agus. 2008. C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroller ATMEGA8535 Edisi I. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Linga,Wardana. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroller AVR Seri ATMega8535 Simulasi, Hardware dan Aplikasi. Yogyakarta: Andi.