Perancangan Sensor Tegangan Perancangan Sensor Arus

Gambar 3.3 Rangkaian LCD Dari gambar 3.3, rangkaian ini terhubung ke PB.0... PB.7, yang merupakan pin IO dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai TimerCounter, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535

3.4. Perancangan Sensor Tegangan

Rangkaian sensor tegangan ditunjukkan pada Gambar 3.4 Gambar 3.4 Rangkaian Sensor Tegangan Dari gambar 3.4, pendeteksian tegangan. Setelah melalui dioda penyearah, beberapa filter dan pembagi tegangan, pembagi tegangan terdiri Universitas Sumatera Utara dari dua resistor yang dipasang secara paralel. Fungsi resistor ini adalah untuk menurunkan tegangan dari tegangan sumber menjadi tegangan yang dikehendaki. Tegangan 12 DC diturunkan menjadi tegangan sekitar 5 VDC melalui rangkaian pembagi tegangan. Output rangkaian tegangan tersebut dimasukkan ke pin adc. Pembagi tegangan tersebut bisa dibuktikan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut: � ��� = � � � � + � � × � �� Dalam perhitungan Vin yang digunakan 12 volt dan Vout yang diharapkan adalah 5 volt, sehingga: � ��� = � 2 � 1 + � 2 × � �� 5 � = � 2 � 1 + � 2 × 12 � 5 R 1 + 5 R 2 = 12 R 2 5 R 1 = 12 R 2 – 5 R 2 R 1 = 7 5 R 2 R 1 = 1,4 R 2 Maka R2 yang digunakan adalah 1 k Ω dan R 1 adalah 1,4 k Ω. Dalam perhitungan pada solar panel Vin yang digunakan 21 volt dan Vout yang diharapkan adalah 5 volt, sehingga: � ��� = � 2 � 1 + � 2 × � �� 5 � = � 2 � 1 + � 2 × 21 � 5 R 1 + 5 R 2 = 21 R 2 Universitas Sumatera Utara 5 R 1 = 21 R 2 – 5 R 2 R 1 = 16 5 R 2 R 1 = 3,2 R 2 Maka, R2 yang digunakan adalah 1 k Ω dan R 1 adalah 3,2 k Ω.

3.5. Perancangan Sensor Arus

Pengukuran arus biasanya membutuhkan sebuah resistor shunt yaitu resistor yang dihubungkan secara seri pada beban dan mengubah aliran arus menjadi tegangan. Tegangan tersebut biasanya diumpankan ke current transformer terlebih dahulu sebelum masuk ke rangkaian pengkondisi signal. Teknologi Hall effect yang diterapkan oleh Allegro menggantikan fungsi resistor shunt dan current transformer menjadi sebuah sensor dengan ukuran yang relatif jauh lebih kecil. Aliran arus listrik yang mengakibatkan medan magnet yang menginduksi bagian dynamic offset cancellation dari ACS712 ELC-5A. 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 sistem. Agar ouput sensor berupa tegangan AC tanpa komponen DC 2,5 volt, maka digunakan rangkaian yang baru setelah dilakukan beberapa percobaan. Menggunakan power supply yang dimodifikasi untuk menghasilkan tegangan ± 2,5 volt dan ground. Power supply menggunakan trafo CT yang dikontrol dengan transistor agar menghasilkan tegangan ± 2,5 volt dan ground. Dengan demikian maka tegangan input sensor VCC-GND tetap 5 volt dan output sensor hanya berupa tegangan AC tanpa komponen DC. Universitas Sumatera Utara Gambar 3.5 Rangkaian Aplikasi Sensor Arus ACS 712 ,5 Ampere Dari gambar 3.5 rangkaian aplikasi IC ACS 712 diatas, didapatkan hasil output berupa tegangan AC tanpa komponen DC. Setiap perubahan 1 ampere arus input maka hasil output berupa tegangan AC akan berubah tiap 100 mV. Tegangan AC hasil output sensor terlalu kecil, maka diperlukan penguatan agar hasil output sensor menjadi lebih besar. Rangkaian penguatan berupa Op- Amp LM321. output C 0,1uf a1 1 a2 2 3 a3 4 a4 b1 b2 b3 b4 5 6 7 8 AC IP+ IP- IP- IP+ VCC VOUT FILTER GND ACS712 +5V CBYP 0,1uf R1 100K R2 100K + - Rf 1K Cf 0,01uf 1 2 3 4 5 R3 3,3K Gambar 3.6 Konfigurasi Pin LM321 dan Rangkaian Inverting Amplifier Gambar 3.6 menunjukkan rangkaian sensor arus ACS 712 dengan keluaran 5 ampere lengkap dengan rangkaian inverting amplifier. Karena sinyal Universitas Sumatera Utara tegangan output dari IC ACS712 5 Ampere inverting maka menggunakan rangkaian inverting amplifier dengan gain 3 kali. Maka dalam perhitungan Rf dan R3 sebagai berikut: � ��� = � � � 3 × � �� Jika penguatan gain sebesar 3 kali maka: � ��� � �� = 3 Sehingga � � � 3 = � ��� � �� � � � 3 = 3 � � = 3 � 3 Ditetapkan terlebih dahulu � � = 1 �Ω maka � 3 = 3 × 1000 Ω

3.6. Perancangan