Perancangan Alat Ukur Medan Magnet pada Saluran Udara Tegangan Tinggi(SUTT)

PERANCANGAN ALAT UKUR MEDAN MAGNET
PADA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI (SUTT)

SKRIPSI

IWAN SIMANGUNSONG
110801051

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

PERANCANGAN ALAT UKUR MEDAN MAGNET
PADA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI (SUTT)

SKRIPSI


Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains

IWAN SIMANGUNSONG
110801051

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

i

PERSETUJUAN

Judul


: Perancangan Alat Ukur Medan Magnet pada Saluran
Udara Tegangan Tinggi(SUTT)

Kategori

: Skripsi

Nama

: Iwan Simangunsong

Nomor Induk Mahasiswa:110801051
Program Studi

: Sarjana (S1) Fisika

Departemen

:Fisika


Fakultas

:Matematika
dan
Ilmu
Universitas Sumatera Utara

Pengetahuan

Alam

Disetujui di
Medan,10 Januari
2017

Komisi Pembimbing :
Pembimbing 1,

Drs.Kurnia Brahmana,M.S
NIP. 196009201986011001


Pembimbing 2,

Dr.Kerista Sebayang, M.S
NIP. 195503161982031002

Disetujui Oleh
Departemen Fisika MIPA USU
Ketua

Universitas Sumatera Utara

ii

PERNYATAAN

PERANCANGAN ALAT UKUR MEDAN MAGNET PADA SALURAN
UDARA TEGANGAN TINGGI

SKRIPSI


Saya mengakui bahwa skripsi saya ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali
beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Januari 2017

IWAN SIMANGUNSONG
110801051

Universitas Sumatera Utara

iii

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Mahas Esa dan Maha
Penyayang , dengan limpah karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan
penyusunan skripsi ini dengan judul ‘ Perancangan Alat Ukur Medan Magnet
Pada Saluran Udara Tegangan Tinggi’.
Adapun penulis juga mengucapakan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1.

Kepada (alm) Dr. Mester Sitepu M.Sc selaku dosen yang telah memberikan
bimbingan serta motivasi kepada penulis

2.

Kepada Bapak Drs. Kurnia Brahmana M.Si dan Dr. Kerista Sebayang M.S
selaku dosen pembimbing tugas akhir dari penulis yang telah memberikan
bimbingan kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.

3.

Kepada Bapak/Ibu Dosen Fisika MIPA USU yang telah memberikan materi
perkuliahan selam penulis mengikuti perkuliahan sejak tahun 2011.

4.

Kepada Kak Tini, Kak Yus, dan Bang Jo yang telah membantu untuk
mengurus perkuliahan penulis selama mengikuti perkuliahan di Fisika

FMIPA USU.

5.

Kepada Bapak R. Simangunsong dan H.M Siregar S.Pd selaku orangtua
penulis yang telah memberikan motivasi kepada penulis dan membantu
pendanaan penulis selama mengikuti perkuliahan tahun 2011.

6.

Kepada Sandro Simangunsong dan Juwita Puspita Simangunsong selaku
saudara penulis yang telah memberikan dukungan moral kepada penulis
selama menyelesaikan penulisan skripsi ini..

7.

Kepada IMF (Ikatan Mahasiswa Fisika) yang telah memberikan wadah
penulis untuk berkumpul bersama dan memberikan pengalaman yang sangat
berarti .


8.

Kepada Bang Rudje, Bang Anderson, Bang Andico , Bang Istas , Bang
Yance , Bang Chris, Bang Indra Gunawan, Bang Istas yang telah
memberikan motivasi berarti kepada penulis untuk menyelesaikan penulisan
skripsi dan perkuliahan.

Universitas Sumatera Utara

iv

9.

Kepada Ingot a.k.a Musisi, Ilham a.k.a Young Lix, Stefen a.k.a Chuck
Norris, Hendra a.k.a Jaro Nazril, Randi a.k.a Amor, Simon a.k.a Psychopat
selaku teman penulis dalam kumpulan 7 RONIN yang telah memberikan
pengalaman , motivasi tak berhingga mulai penulis mengikuti perkuliahan
hingga menyelesaikan skripsi .

10.


Kepada teman teman 2011(Prolix) yang telah membantu penulis mengikuti
perkuliahan dan memberikan motivasi kepada penulis

11.

Kepada adik-adik ST12 ( Amar, Krubib, Wak Geng, Ivan, Halim, Sisco,
Ali, Benget , Fauzi dan rekan-rekan).

12.

Kepada adek Adriansyah Syahputra, Gabriel, Wilia, Nanda, Floranda,
Alindra, Tiarlin, Mia D, Kim Juil, Chairul, dan rekan-rekan.

13.

Kepada adek-adek stambuk 2015 (Yoga dan teman-teman).

14.


Kepada Jannes Sitanggang , Roberto Silalahi, Dicky Marbun S.AB yang
memberikan motivasi dan membantu penulis menyelesaikan skripsi.

15.

Kepada temen temen TNC/ Tulang Nantulang Community ( Annes, Edu,
Egin, Sormin, Erastus, Angga, Julio, Koyos, Labrinto, Rudi, Robby, Varian,
Bang Dayak, Andre, Wendi, Ranto, Acek, Rendi, Jarwo, dan rekan-rekan)
yang telah memotivasi penulis selama dalam perkuliahan.

16.

Kepada Dollian Samosir sebagai teman penulis bertukar pikiran mengenai
permasalahan skripsi ini.

17.

Kepada teman-teman Harmonika 48(B’Gibson, B’Boyke, B’Harmaja,
B’Joel, B’Didier, B’ Tota, B’Wendi, B’Alex Siregar, dan teman-teman
lainnya) yang memberikan motivasi dan semangat kepada penulis mulai dari

kuliah.

Universitas Sumatera Utara

v

PERANCANGAN ALAT UKUR MEDAN MAGNET
PADA SALURAN UDARA TEGANGAN TINGGI (SUTT)

ABSTRAK

Telah dirancang suatu alat yang digunakan untuk mengukur induksi medan
magnet pada SUTT. Alat ini nantinya akan dikalibrasikan dengan HI-3604 ELF
Survey Meter. Adapun cara kerja dari alat ini yaitu Kumparan Tesla menangkap
medan magnet yang dihasilkan oleh kabel SUTT. Kekuatan medan magnet akan
memperngaruhi IC Effect Hall dan memberikan output yang bersesuaian dengan
kekuatan medan magnet yang diterima. Output dari IC Effect Hall akan
direkondisi dengan AD623 untuk disesuaikan dengan kemampuan ADC dari
mikrokontroller. Arduino Uno akan bekerj auntuk membaca nilai yang dihasilkan
oleh penguat instrumen untuk ditampilkan pada display sebagai kekuatan medan
magnet yang diterima . Nilai pengukuran akan disimpan dalam MICROSD untuk
keperluan data aquatition dan proses pengolahan lebih lanjut di komputer.

Kata kunci : HI-3604 Elf Survey Meter, Kumparan Tesla, IC Effect Hall, AD623,
Arduino Uno, MicroSD, SUTT

Universitas Sumatera Utara

vi

DESIGN TOOLS TO MEASURE THE MAGNETIC FIELD
AIR CHANNEL ON HIGH VOLTAGE (SUTT)

ABSTRACT

A tool has designed

used to measure the magnetic field induction on High

Voltage. This tool will be calibrated with the HI-3604 ELF Survey Meter. The
workings of this tool is the Tesla coil captures the magnetic fields produced by
wires High Voltage. The strength of the magnetic field will affect the Hall Effect
IC and provide output corresponding to the received magnetic field strength. The
output of Hall Effect IC will be reconditioned to AD623 to suit the ability of ADC
of the microcontroller. Arduino Uno will read the alpha value generated by the
instrument amplifier to be displayed on the display as the magnetic field strength
received. The measurement values will be stored in the data for the purposes
MICROSD aquatition and further processing on the computer.

Ketwords : HI-3604 Elf Survey Meter, Tesla Coil , IC Effect Hall, AD623,
Arduino Uno, MicroSD, High Voltage

Universitas Sumatera Utara

vii

DAFTAR ISI

Halaman
Persetujuan
i
ii
iii
iv
v
vi
viii
ix
x

Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstract
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
Bab I

Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Batasan Masalah
1.5 Manfaat Penelitian
1.6 Sistematika Penulisan

1
2
3
3
3
4

Bab II Landasan Teori
2.1 Transmisi
2.1.1 Saluran Transmisi
2.1.2 Bagian-Bagian Saluran Transmisi
2.1.3 Ambang Batas Medan Magnet
2.1.4 Standar IEEE std. C95.6-2000
2.1.5 Dampak yang dapat ditimbulkan SUTT

5
6
7
15
16
16

2.2 Medan Magnet
2.2.1 Medan Magnet dari Suatu Muatan Bergerak
2.2.2 Medan Magnet di Sekitar Kawat Berarus Listrik
2.2.3 Gaya Gerak Listrik Induksi

19
22
23
24

2.3 Penguat Operasional(Linear Op-Amp)
2.4 Penguat Instrumen AD623
2.5 Kumparan Tesla
2.6 Sensor Effect Hall
2.7 Arduino UNO

25
26
27
28
30

Universitas Sumatera Utara

viii

Bab III Metodologi Percobaan
3.1 Diagram Blok
3.2 Cara Kerja Sistem Peralatan
3.3 Pengukuran Medan Magnet
3.4 ATMega 324
3.5 Gambar Rangkaian

32
32
33
34
36

Bab IV Hasil dan Pembahasan
4.1 Pengukuran Medan Magnet
4.2 Hasil Pengukuran
4.4 Grafik Pengukuran Medan Magnet

37
38
41

Bab V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

43
44

Daftar Pustaka

Universitas Sumatera Utara

ix

DAFTAR TABEL

Nomor
Halaman
Tabel
2.1

Judul

Ambang Batas Medan Magnet pada lingkungan kerja dan

15
Umum berdasarkan WHO/IRPA/IDI
2.2

Batas medan magnet pada lingkungan umum dan kerja

16
Berdasarkan IEEE
4.1

Data medan magnet menggunakan HI-3604 ELFSurveymeter

39
4.2

Data medan magnet menggunakan alat rancangan sendiri

40

Universitas Sumatera Utara

x

DAFTAR GAMBAR

Nomor
Halaman
Gambar
2.1
9
2.2
20
2.3
21
2.4
21
2.5
22
2.6
22
2.7
23
2.8
27
2.9
28
2.10
30
3.1
33
3.2
35
3.3
36
4.1
37

Judul

Kontruksi tiang untuk saluran udara tegangan tinggi(SUTT)
Garis medan magnet pada kawat lurus
Medan magnet pada kawat loop
Medan magnet pada batang
Medan magnet pada solenoid
Medan magnet pada suatu muatan bergerak
Medan magnet di sekitar kawat berarus listrik
Skema dasar kumparan tesla
Prinsip kerja effect hall
Board Arduino ATMega 328
Pengukuran medan magnet pada 2 tower
Konfigurasi PIN ATMega328
Gambar rangkaian
Kontruksi menara 150KV GI Namo Rambe dan GI Incomer

Universitas Sumatera Utara

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Gambar Rangkaian
Program
Data sheet ELF Survey Meter
Data Sheet WCS1800
Data Sheet AD623
DataSheet ATMega 328/P

Universitas Sumatera Utara