PROGRAMMABLE SWITCHING POWER SUPPLY
PROGRAMMABLE SWITCHING POWER SUPPLY
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
ANDRI FIRMANSYAH RAYES
NIM: 06.530.034
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
PROGRAMMABLE SWITCHING POWER SUPPLY
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
ANDRI FIRMANSYAH RAYES
NIM: 06.530.034
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas rahmat, hidayah dan berkat segala
kemurahan-Nya telah memperkenankan penulis untuk dapat menyelesaikan tugas
akhir dengan judul “PROGRAMMABLE SWITCHING POWER SUPPLY”.
Penulisan dari tugas ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Allah SWT Atas segala cinta kasih dan berkah-Nya.
2. Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, MT dan Ir. Diding Suhardi, MT selaku dosen
Pembimbing I dan Pembimbing II.
3. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT dan M. Chasrun Hasani, ST, MT selaku dosen
Penguji I dan Penguji II.
4. Seluruh Dosen dan Staff Jurusan Elektro, yang selalu memberikan masukan
dan dukungan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Orang Tua saya tercinta, Kakak saya Suar Cahyani Rayes dan Mas Dwi serta
si kecil Vieta dan juga adik saya Evi Mauliani Rayes atas segala do’a dan
perjuangan kalian yang tak henti-hentinya. Terimakasih banyak atas
semangat, bantuan, serta kebanggaan yang selalu kalian berikan untuk saya.
6. Untuk
Mas
Ruri,
terimakasih
menyelesaikan tugas akhir ini.
banyak
atas
bimbingannya
dalam
7. Semua rekan Jurusan Elektro, khususnya teman – teman Elektro angkatan
2006 terima kasih banyak atas semua bantuannya selama kuliah.
8. Kepada semua pihak yang tidak bisa disebutkan semuanya, terima kasih
banyak atas dukungan, do’a serta semangatnya
Sekali lagi kepada mereka, penulis dengan tulus mengucapkan terima kasih atas
bantuannya, semoga amal baik Bapak, Ibu, dan saudara semua mendapat balasan
yang sepantasnya dari Allah SWT dan hubungan kita selalu terjaga dalam keridhoanNya. Amin
Penulis sadar sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,
kritik serta saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan.
Akhirnya penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat
dan menambah wawasan pengetahuan bagi pembaca.
Billahi Fii Sabilil Haq Fastabiqul Khairat
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Malang, Januari 2011
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL
LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ ii
SURAT PERNYATAAN.................................................................................... iii
ABSTRAKSI ...................................................................................................... vi
ABSTRACT ........................................................................................................ v
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vi
DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2. Maksud dan Tujuan ....................................................................... 2
1.3. Rumusan Masalah ......................................................................... 2
1.4. Batasan Masalah ............................................................................ 2
1.5. Metodologi Penelitian ................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ................................................................... 4
BAB II. TEORI PENUNJANG
2.1. Transformator ................................................................................ 5
2.1.1. Pengertian Transformator ................................................. 5
2.1.2. Prinsip Kerja Transformator ............................................. 6
2.2. Konverter Buck atau Step Down ................................................... 8
2.3. L – C Filter .................................................................................... 10
2.4. Mikrokontroler AVR ..................................................................... 11
2.4.1. Arsitektur AVR ATmega32 .............................................. 12
2.4.2. Pin – pin ATmega32 ......................................................... 15
2.4.3. Deskripsi Mikrokontroler ATmega32 ............................... 17
2.5. Rangkaian Driver Switching MOSFET ........................................ 18
2.6. Keypad .......................................................................................... 19
2.7. LCD .............................................................................................. 20
2.7.1. Function Set ...................................................................... 22
2.7.2. Entry Mode Set ................................................................. 22
2.7.3. Display On / Off Cursor .................................................... 23
2.7.4. Clear Display ..................................................................... 24
2.7.5. Geser Kursor dan Display ................................................. 24
2.8. Bahasa C ....................................................................................... 24
2.8.1. Sejarah Bahasa C .............................................................. 24
2.8.2. Struktur Bahasa C ............................................................. 25
2.9. WinAVR ....................................................................................... 27
2.10. AVR Studio 4 ................................................................................ 27
BAB III. PERANCANGAN SISTEM
3.1. Perencanaan dan Pembuatan Perangkat Keras (Hardware) ......... 29
3.1.1. Perencanaan Rangkaian Dioda (Penyearah Tegangan) ..... 30
3.1.2. Perencanaan Rangkaian Switching .................................... 32
3.1.3. Perencanaan Rangkaian Driver Switching MOSFET ....... 34
3.1.4. Perencanaan Mikrokontroler ATmega32 .......................... 36
3.1.5. Perencanaan Rangkaian LCD ........................................... 39
3.1.6. Perencanaan Rangkaian Keypad ....................................... 40
3.2. Perencanaan dan Pembuatan Perangkat Lunak (Software) ........... 40
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
4.1. Pengujian Rangkaian Penyearah ................................................... 43
4.1.1. Prosedur Pengujian Rangkaian Penyearah ........................ 43
4.1.2. Hasil Pengujian Rangkaian Penyearah ............................. 43
4.2. Pengujian Rangkaian Switching ................................................... 44
4.2.1. Prosedur Pengujian Rangkaian Switching ........................ 44
4.2.2. Hasil Pengujian Rangkaian Switching .............................. 44
4.3. Pengujian Rangkaian L – C Filter ................................................. 46
4.3.1. Prosedur Pengujian Rangkaian L – C Filter ...................... 46
4.3.2. Hasil Pengujian Rangkaian L – C Filter ........................... 46
4.4. Pengujian Tampilan LCD ............................................................. 47
4.4.1. Prosedur Pengujian Tampilan LCD .................................. 47
4.4.2. Hasil Pengujian Tampilan LCD ........................................ 48
4.5. Pengujian Sistem Keseluruhan ..................................................... 49
4.5.1. Prosedur Pengujian Sistem Keseluruhan .......................... 49
4.5.2. Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan ................................ 50
4.6. Pengujian Sistem ........................................................................... 52
4.6.1. Prosedur Pengujian Sistem ................................................ 52
4.6.2. Hasil Pengujian Sistem ..................................................... 52
BAB V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan ................................................................................... 54
5.2. Saran ............................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Bagian – bagian dari Transformator ........................................... 7
Gambar 2.2. Konverter Buck atau Step Down ................................................ 8
Gambar 2.3. Switch On ................................................................................... 9
Gambar 2.4. Switch Off .................................................................................. 10
Gambar 2.5. Rangkaian L – C Filter ............................................................... 11
Gambar 2.6. Diagram Blok Mikrokontroler ATmega32 ................................. 15
Gambar 2.7. Pin ATmega32 ............................................................................ 16
Gambar 2.8. Arsitektur CPU dari AVR .......................................................... 16
Gambar 2.9. Rangkaian Driver Switching Mosfet .......................................... 19
Gambar 2.10. Skematik Tombol Keypad .......................................................... 19
Gambar 2.11. Susunan Alamat pada LCD ........................................................ 20
Gambar 3.1. Blok Diagram Hardware ............................................................. 29
Gambar 3.2. Rangkaian Skematik Programmable Switching Power Supply... 30
Gambar 3.3. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh ................................... 31
Gambar 3.4. Rangkaian Switching .................................................................. 32
Gambar 3.5. Rangkaian Driver Switching MOSFET ...................................... 35
Gambar 3.6. Rangkaian Mikrokontroler ATmega32 ...................................... 38
Gambar 3.7. Rangkaian LCD 16 X 2 .............................................................. 39
Gambar 3.8. Rangkaian Keypad ...................................................................... 40
Gambar 3.9. Blok Diagram Penyusunan Program .......................................... 41
Gambar 3.10. Flow Chart Pembentukan Program ............................................. 42
Gambar 4.1. Blok Diagram Pengujian Rangkaian Penyearah ......................... 43
Gambar 4.2. Sinyal Tegangan Keluaran (DC) ................................................ 43
Gambar 4.3. Blok Diagram Pengujian PWM .................................................. 44
Gambar 4.4. Blok Diagram Pengujian Rangkaian L – C Filter ...................... 46
Gambar 4.5. Sinyal Tegangan Keluaran ......................................................... 46
Gambar 4.6. Blok Diagram Pengujian LCD .................................................. 47
Gambar 4.7. Pengujian Tampilan LCD ........................................................... 48
Gambar 4.8. Programmable Switching Power Supply tampak dari depan ..... 49
Gambar 4.9. Blok Diagram Pengujian Sistem dihubungkan dengan Beban ... 52
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Pin dan fungsi LCD M1632 ............................................................ 21
Tabel 2.2. Instruksi Function Set ...................................................................... 22
Tabel 2.3. Instruksi Entry Mode Set ................................................................. 22
Tabel 2.4. Instruksi Display On / Off ............................................................... 23
Tabel 2.5. Instruksi Clear Display .................................................................... 24
Tabel 2.6. Instruksi Geser Kursor dan Display ................................................ 24
Tabel 2.7. Instruksi Pergeseran Posisi Kursor .................................................. 24
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Rangkaian Switching ............................................ 44
Tabel 4.2. Hasil Pengujian ............................................................................... 48
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sistem .................................................................... 52
DAFTAR PUSTAKA
ATMEL AVR ATMEGA32 Data Sheets
Chrysis, George C. 1989. High Frequency Switching Power Supplies Theory and
Design jilid 2. McGraw – Hill International Editions.
Daditraditya. 1989. Elektaon Ganesha ITB.
Dinamika Teknologi Vol. 1, No. 2; Pebruari 2007: 77 – 84
Linear and Switching Voltage Regulator Handbook. On Semiconductor Corporation.
http://elektro.lendraandrian.com/
http://telinks.wordpress.com/
http://www.electroniclab.com/
http://yosmedia.blogspot.com/
Pressmann, Abraham I. 1992. Switching Power Supply Design. McGraw – Hill
International Editions.
Sulasno. 1990. Teknik Tenaga Listrik. Semarang : Satya Wacana.
Switchmode Power Supply Reference Manual, ON Semiconductor Rev.2 April 2000.
Wasito. 2001. Vademekum Elektronik Jilid 2. Gramedia Pustaka Utama.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Catu daya pada umumnya adalah catu daya memakai sistem linear. Pada catu
daya sistem linear ini daya output yang dibutuhkan tidak murni tegangan karena ada
yang terbuang dalam bentuk panas. Catu daya yang digunakan sekarang adalah catu
daya yang menggunakan switching series pass regulator. Sama seperti catu daya
sistem linear, catu daya ini menghasilkan tegangan yang bervariasi pula. Tapi
keuntungannya catu daya ini memiliki disipasi daya untuk regulasi tidak menjadi
besar karena tegangan yang dihasilkan tetap konstan dan arus yang mengalir tetap
konstan. Catu daya ini dirancang secara digital yaitu output yang dihasilkan bisa
melalui sebuah alat yaitu keypad untuk menginput nilai tegangan yang diinginkan
sehingga tidak perlu memperkirakan besar atau nilai tegangan yang akan
dikeluarkan.
Programmable switching power supply adalah suatu perangkat elektronika
yang berfungsi untuk menghasilkan penyediaan tegangan DC dengan dapat
diprogram secara variable. Dalam rencana tugas akhir ini menggunakan metode
Pulse Width Modulation (PWM) untuk menghasilkan sinyal kontrol yang digunakan
untuk mengatur keaktifan dari saklar-saklar untuk mengontrol keluaran dari tegangan
DC. Power Supply tipe switching menjadi semakin populer pemakaiannya karena
tipe ini memberikan penyediaan daya DC yang efisiensi dan densitas dayanya sangat
tinggi dibandingkan dengan tipe linear.
1
1.2
Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari tugas akhir ini adalah :
1) Merencanakan dan membangun Programmable Switching Power Supply
2) Menganalisis kinerja Programmable Switching Power Supply yang telah
terbentuk dengan memfungsikannya sebagai penyedia masukan tegangan
DC.
1.3
Rumusan Masalah
Dari latar belakang yang telah diuraikan tersebut di atas, maka timbul suatu
permasalahan sebagai berikut :
1) Bagaimana membangun atau membuat Programmable Switching Power
Supply?
2) Bagaimana kinerja Programmable Switching Power Supply yang telah
terbentuk?
1.4
Batasan Masalah
Dalam tugas akhir ini pembahasan lebih ditekankan pada beberapa masalah,
antara lain :
1) Membuat alat Catu Daya tipe Switching dengan tegangan maksimal 48
Volt DC.
2) Programmable Switching Power Supply ini difungsikan sama halnya
seperti catu daya tipe linier yakni sebagai penyedia sumber tegangan DC.
2
1.5
Metodologi Penelitian
Untuk mencapai tujuan yang diinginkan dari penulisan materi tugas akhir ini,
maka penulis mengadakan kegiatan antara lain :
1) Kajian Pustaka
Mengumpulkan referensi yang berkaitan dengan Switching Power Supply
(Catu Daya Switching) dan IC tipe Atmega32, baik mengenai teknologi
itu sendiri, perangkat keras dan perangkat lunak yang disyaratkan serta
manual bagaimana Programmable Switching Power Supply terbentuk.
2) Persiapan Hardware dan Software
Dalam tahap ini akan dipersiapkan mengenai perangkat keras (hardware)
yang digunakan untuk pengendalian sumber tegangan dan perangkat
lunak dalam membangun PWM serta pemakaian ADC yang telah terdapat
pada IC mikrokontroller, serta tampilan LCD untuk menampilkan
tegangan
yang
diminta
dengan
menggunakan
inputan
keypad.
Mikrokontroller ATmega32 ditulis dengan menggunakan bahasa C dan
menggunakan AVR Studio dan Win AVR sebagai compilernya.
3) Rancang Bangun dan Desain Sistem
Melakukan perancangan (desain) meliputi penentuan perangkat keras dan
topologi yang akan digunakan.
4) Pengujian Alat (Programmable Switching Power Supply)
Pengujian dilakukan dengan megukur tegangan output menggunakan alat
ukur Voltmeter sebagai pembanding tampilan LCD pada Power Supply
dan kemudian mengaplikasikannya sebagai sumber tegangan DC.
3
5) Penulisan Laporan
Dalam penulisan laporan ini mengacu pada pedoman penulisan ilmiah
dalam hal ini penulisan Tugas Akhir yang bentuk bakunya telah diatur
oleh pihak Jurusan.
1.6
Sistematika Penulisan
BAB I Pendahuluan, berisi latar belakang masalah, rumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penulisan, metode penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II Teori Penunjang, berisi semua dasar teori yang untuk selanjutnya
digunakan pada bagian pembahasan.
BAB III Perancangan Sistem, dalam bab ini akan dibahas mengenai
bagaimana merancang dan membangun Programmable Switching Power Supply.
BAB IV Pengujian dan Analisa Sistem, membahas tentang pengujian dan
analisa kinerja Programmable Switching Power Supply yang sudah terbentuk untuk
mengetahui bahwa sistem yang dibuat ini bekerja baik.
BAB V Penutup, berisi kesimpulan yang diperoleh dari tugas akhir ini dan
saran dari penulis.
4
TUGAS AKHIR
Disusun Oleh :
ANDRI FIRMANSYAH RAYES
NIM: 06.530.034
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
PROGRAMMABLE SWITCHING POWER SUPPLY
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh :
ANDRI FIRMANSYAH RAYES
NIM: 06.530.034
JURUSAN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2011
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas rahmat, hidayah dan berkat segala
kemurahan-Nya telah memperkenankan penulis untuk dapat menyelesaikan tugas
akhir dengan judul “PROGRAMMABLE SWITCHING POWER SUPPLY”.
Penulisan dari tugas ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Allah SWT Atas segala cinta kasih dan berkah-Nya.
2. Dr. Ir. Ermanu Azizul Hakim, MT dan Ir. Diding Suhardi, MT selaku dosen
Pembimbing I dan Pembimbing II.
3. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT dan M. Chasrun Hasani, ST, MT selaku dosen
Penguji I dan Penguji II.
4. Seluruh Dosen dan Staff Jurusan Elektro, yang selalu memberikan masukan
dan dukungan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
5. Orang Tua saya tercinta, Kakak saya Suar Cahyani Rayes dan Mas Dwi serta
si kecil Vieta dan juga adik saya Evi Mauliani Rayes atas segala do’a dan
perjuangan kalian yang tak henti-hentinya. Terimakasih banyak atas
semangat, bantuan, serta kebanggaan yang selalu kalian berikan untuk saya.
6. Untuk
Mas
Ruri,
terimakasih
menyelesaikan tugas akhir ini.
banyak
atas
bimbingannya
dalam
7. Semua rekan Jurusan Elektro, khususnya teman – teman Elektro angkatan
2006 terima kasih banyak atas semua bantuannya selama kuliah.
8. Kepada semua pihak yang tidak bisa disebutkan semuanya, terima kasih
banyak atas dukungan, do’a serta semangatnya
Sekali lagi kepada mereka, penulis dengan tulus mengucapkan terima kasih atas
bantuannya, semoga amal baik Bapak, Ibu, dan saudara semua mendapat balasan
yang sepantasnya dari Allah SWT dan hubungan kita selalu terjaga dalam keridhoanNya. Amin
Penulis sadar sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,
kritik serta saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan.
Akhirnya penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat
dan menambah wawasan pengetahuan bagi pembaca.
Billahi Fii Sabilil Haq Fastabiqul Khairat
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Malang, Januari 2011
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL
LEMBAR PERSETUJUAN................................................................................ i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................ ii
SURAT PERNYATAAN.................................................................................... iii
ABSTRAKSI ...................................................................................................... vi
ABSTRACT ........................................................................................................ v
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vi
DAFTAR ISI ..................................................................................................... viii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiv
BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .............................................................................. 1
1.2. Maksud dan Tujuan ....................................................................... 2
1.3. Rumusan Masalah ......................................................................... 2
1.4. Batasan Masalah ............................................................................ 2
1.5. Metodologi Penelitian ................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan ................................................................... 4
BAB II. TEORI PENUNJANG
2.1. Transformator ................................................................................ 5
2.1.1. Pengertian Transformator ................................................. 5
2.1.2. Prinsip Kerja Transformator ............................................. 6
2.2. Konverter Buck atau Step Down ................................................... 8
2.3. L – C Filter .................................................................................... 10
2.4. Mikrokontroler AVR ..................................................................... 11
2.4.1. Arsitektur AVR ATmega32 .............................................. 12
2.4.2. Pin – pin ATmega32 ......................................................... 15
2.4.3. Deskripsi Mikrokontroler ATmega32 ............................... 17
2.5. Rangkaian Driver Switching MOSFET ........................................ 18
2.6. Keypad .......................................................................................... 19
2.7. LCD .............................................................................................. 20
2.7.1. Function Set ...................................................................... 22
2.7.2. Entry Mode Set ................................................................. 22
2.7.3. Display On / Off Cursor .................................................... 23
2.7.4. Clear Display ..................................................................... 24
2.7.5. Geser Kursor dan Display ................................................. 24
2.8. Bahasa C ....................................................................................... 24
2.8.1. Sejarah Bahasa C .............................................................. 24
2.8.2. Struktur Bahasa C ............................................................. 25
2.9. WinAVR ....................................................................................... 27
2.10. AVR Studio 4 ................................................................................ 27
BAB III. PERANCANGAN SISTEM
3.1. Perencanaan dan Pembuatan Perangkat Keras (Hardware) ......... 29
3.1.1. Perencanaan Rangkaian Dioda (Penyearah Tegangan) ..... 30
3.1.2. Perencanaan Rangkaian Switching .................................... 32
3.1.3. Perencanaan Rangkaian Driver Switching MOSFET ....... 34
3.1.4. Perencanaan Mikrokontroler ATmega32 .......................... 36
3.1.5. Perencanaan Rangkaian LCD ........................................... 39
3.1.6. Perencanaan Rangkaian Keypad ....................................... 40
3.2. Perencanaan dan Pembuatan Perangkat Lunak (Software) ........... 40
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
4.1. Pengujian Rangkaian Penyearah ................................................... 43
4.1.1. Prosedur Pengujian Rangkaian Penyearah ........................ 43
4.1.2. Hasil Pengujian Rangkaian Penyearah ............................. 43
4.2. Pengujian Rangkaian Switching ................................................... 44
4.2.1. Prosedur Pengujian Rangkaian Switching ........................ 44
4.2.2. Hasil Pengujian Rangkaian Switching .............................. 44
4.3. Pengujian Rangkaian L – C Filter ................................................. 46
4.3.1. Prosedur Pengujian Rangkaian L – C Filter ...................... 46
4.3.2. Hasil Pengujian Rangkaian L – C Filter ........................... 46
4.4. Pengujian Tampilan LCD ............................................................. 47
4.4.1. Prosedur Pengujian Tampilan LCD .................................. 47
4.4.2. Hasil Pengujian Tampilan LCD ........................................ 48
4.5. Pengujian Sistem Keseluruhan ..................................................... 49
4.5.1. Prosedur Pengujian Sistem Keseluruhan .......................... 49
4.5.2. Hasil Pengujian Sistem Keseluruhan ................................ 50
4.6. Pengujian Sistem ........................................................................... 52
4.6.1. Prosedur Pengujian Sistem ................................................ 52
4.6.2. Hasil Pengujian Sistem ..................................................... 52
BAB V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan ................................................................................... 54
5.2. Saran ............................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Bagian – bagian dari Transformator ........................................... 7
Gambar 2.2. Konverter Buck atau Step Down ................................................ 8
Gambar 2.3. Switch On ................................................................................... 9
Gambar 2.4. Switch Off .................................................................................. 10
Gambar 2.5. Rangkaian L – C Filter ............................................................... 11
Gambar 2.6. Diagram Blok Mikrokontroler ATmega32 ................................. 15
Gambar 2.7. Pin ATmega32 ............................................................................ 16
Gambar 2.8. Arsitektur CPU dari AVR .......................................................... 16
Gambar 2.9. Rangkaian Driver Switching Mosfet .......................................... 19
Gambar 2.10. Skematik Tombol Keypad .......................................................... 19
Gambar 2.11. Susunan Alamat pada LCD ........................................................ 20
Gambar 3.1. Blok Diagram Hardware ............................................................. 29
Gambar 3.2. Rangkaian Skematik Programmable Switching Power Supply... 30
Gambar 3.3. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh ................................... 31
Gambar 3.4. Rangkaian Switching .................................................................. 32
Gambar 3.5. Rangkaian Driver Switching MOSFET ...................................... 35
Gambar 3.6. Rangkaian Mikrokontroler ATmega32 ...................................... 38
Gambar 3.7. Rangkaian LCD 16 X 2 .............................................................. 39
Gambar 3.8. Rangkaian Keypad ...................................................................... 40
Gambar 3.9. Blok Diagram Penyusunan Program .......................................... 41
Gambar 3.10. Flow Chart Pembentukan Program ............................................. 42
Gambar 4.1. Blok Diagram Pengujian Rangkaian Penyearah ......................... 43
Gambar 4.2. Sinyal Tegangan Keluaran (DC) ................................................ 43
Gambar 4.3. Blok Diagram Pengujian PWM .................................................. 44
Gambar 4.4. Blok Diagram Pengujian Rangkaian L – C Filter ...................... 46
Gambar 4.5. Sinyal Tegangan Keluaran ......................................................... 46
Gambar 4.6. Blok Diagram Pengujian LCD .................................................. 47
Gambar 4.7. Pengujian Tampilan LCD ........................................................... 48
Gambar 4.8. Programmable Switching Power Supply tampak dari depan ..... 49
Gambar 4.9. Blok Diagram Pengujian Sistem dihubungkan dengan Beban ... 52
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Pin dan fungsi LCD M1632 ............................................................ 21
Tabel 2.2. Instruksi Function Set ...................................................................... 22
Tabel 2.3. Instruksi Entry Mode Set ................................................................. 22
Tabel 2.4. Instruksi Display On / Off ............................................................... 23
Tabel 2.5. Instruksi Clear Display .................................................................... 24
Tabel 2.6. Instruksi Geser Kursor dan Display ................................................ 24
Tabel 2.7. Instruksi Pergeseran Posisi Kursor .................................................. 24
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Rangkaian Switching ............................................ 44
Tabel 4.2. Hasil Pengujian ............................................................................... 48
Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sistem .................................................................... 52
DAFTAR PUSTAKA
ATMEL AVR ATMEGA32 Data Sheets
Chrysis, George C. 1989. High Frequency Switching Power Supplies Theory and
Design jilid 2. McGraw – Hill International Editions.
Daditraditya. 1989. Elektaon Ganesha ITB.
Dinamika Teknologi Vol. 1, No. 2; Pebruari 2007: 77 – 84
Linear and Switching Voltage Regulator Handbook. On Semiconductor Corporation.
http://elektro.lendraandrian.com/
http://telinks.wordpress.com/
http://www.electroniclab.com/
http://yosmedia.blogspot.com/
Pressmann, Abraham I. 1992. Switching Power Supply Design. McGraw – Hill
International Editions.
Sulasno. 1990. Teknik Tenaga Listrik. Semarang : Satya Wacana.
Switchmode Power Supply Reference Manual, ON Semiconductor Rev.2 April 2000.
Wasito. 2001. Vademekum Elektronik Jilid 2. Gramedia Pustaka Utama.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Catu daya pada umumnya adalah catu daya memakai sistem linear. Pada catu
daya sistem linear ini daya output yang dibutuhkan tidak murni tegangan karena ada
yang terbuang dalam bentuk panas. Catu daya yang digunakan sekarang adalah catu
daya yang menggunakan switching series pass regulator. Sama seperti catu daya
sistem linear, catu daya ini menghasilkan tegangan yang bervariasi pula. Tapi
keuntungannya catu daya ini memiliki disipasi daya untuk regulasi tidak menjadi
besar karena tegangan yang dihasilkan tetap konstan dan arus yang mengalir tetap
konstan. Catu daya ini dirancang secara digital yaitu output yang dihasilkan bisa
melalui sebuah alat yaitu keypad untuk menginput nilai tegangan yang diinginkan
sehingga tidak perlu memperkirakan besar atau nilai tegangan yang akan
dikeluarkan.
Programmable switching power supply adalah suatu perangkat elektronika
yang berfungsi untuk menghasilkan penyediaan tegangan DC dengan dapat
diprogram secara variable. Dalam rencana tugas akhir ini menggunakan metode
Pulse Width Modulation (PWM) untuk menghasilkan sinyal kontrol yang digunakan
untuk mengatur keaktifan dari saklar-saklar untuk mengontrol keluaran dari tegangan
DC. Power Supply tipe switching menjadi semakin populer pemakaiannya karena
tipe ini memberikan penyediaan daya DC yang efisiensi dan densitas dayanya sangat
tinggi dibandingkan dengan tipe linear.
1
1.2
Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari tugas akhir ini adalah :
1) Merencanakan dan membangun Programmable Switching Power Supply
2) Menganalisis kinerja Programmable Switching Power Supply yang telah
terbentuk dengan memfungsikannya sebagai penyedia masukan tegangan
DC.
1.3
Rumusan Masalah
Dari latar belakang yang telah diuraikan tersebut di atas, maka timbul suatu
permasalahan sebagai berikut :
1) Bagaimana membangun atau membuat Programmable Switching Power
Supply?
2) Bagaimana kinerja Programmable Switching Power Supply yang telah
terbentuk?
1.4
Batasan Masalah
Dalam tugas akhir ini pembahasan lebih ditekankan pada beberapa masalah,
antara lain :
1) Membuat alat Catu Daya tipe Switching dengan tegangan maksimal 48
Volt DC.
2) Programmable Switching Power Supply ini difungsikan sama halnya
seperti catu daya tipe linier yakni sebagai penyedia sumber tegangan DC.
2
1.5
Metodologi Penelitian
Untuk mencapai tujuan yang diinginkan dari penulisan materi tugas akhir ini,
maka penulis mengadakan kegiatan antara lain :
1) Kajian Pustaka
Mengumpulkan referensi yang berkaitan dengan Switching Power Supply
(Catu Daya Switching) dan IC tipe Atmega32, baik mengenai teknologi
itu sendiri, perangkat keras dan perangkat lunak yang disyaratkan serta
manual bagaimana Programmable Switching Power Supply terbentuk.
2) Persiapan Hardware dan Software
Dalam tahap ini akan dipersiapkan mengenai perangkat keras (hardware)
yang digunakan untuk pengendalian sumber tegangan dan perangkat
lunak dalam membangun PWM serta pemakaian ADC yang telah terdapat
pada IC mikrokontroller, serta tampilan LCD untuk menampilkan
tegangan
yang
diminta
dengan
menggunakan
inputan
keypad.
Mikrokontroller ATmega32 ditulis dengan menggunakan bahasa C dan
menggunakan AVR Studio dan Win AVR sebagai compilernya.
3) Rancang Bangun dan Desain Sistem
Melakukan perancangan (desain) meliputi penentuan perangkat keras dan
topologi yang akan digunakan.
4) Pengujian Alat (Programmable Switching Power Supply)
Pengujian dilakukan dengan megukur tegangan output menggunakan alat
ukur Voltmeter sebagai pembanding tampilan LCD pada Power Supply
dan kemudian mengaplikasikannya sebagai sumber tegangan DC.
3
5) Penulisan Laporan
Dalam penulisan laporan ini mengacu pada pedoman penulisan ilmiah
dalam hal ini penulisan Tugas Akhir yang bentuk bakunya telah diatur
oleh pihak Jurusan.
1.6
Sistematika Penulisan
BAB I Pendahuluan, berisi latar belakang masalah, rumusan masalah,
batasan masalah, tujuan penulisan, metode penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II Teori Penunjang, berisi semua dasar teori yang untuk selanjutnya
digunakan pada bagian pembahasan.
BAB III Perancangan Sistem, dalam bab ini akan dibahas mengenai
bagaimana merancang dan membangun Programmable Switching Power Supply.
BAB IV Pengujian dan Analisa Sistem, membahas tentang pengujian dan
analisa kinerja Programmable Switching Power Supply yang sudah terbentuk untuk
mengetahui bahwa sistem yang dibuat ini bekerja baik.
BAB V Penutup, berisi kesimpulan yang diperoleh dari tugas akhir ini dan
saran dari penulis.
4