Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Adjustable Fuse
ADJUSTABLE FUSE
Oleh
Ariadi Wahyu Nugroho
NIM: 612012702
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2015
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:
NAMA
: Ariadi Wahyu Nugroho
NIM
: 612012702
JUDUL SKRIPSI
: Adjustable Fuse
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata
ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan
sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 6 Maret 2015
Ariadi Wahyu Nugroho
INTISARI
Alat yang direalisasikan ini memiliki fungsi sebagai pembatas besar arus yang
mengalir pada sebuah instalasi listrik. Adjustable Fuse ini memiliki variasi nilai batas arus
2, 4, 6, dan 10A. Keunggulan dari alat yang direalisasikan ini adalah dapat memutuskan
dan mengalirkan arus listrik yang mengalir secara otomatis. Alat ini juga dapat memberi
peringatan kepada pengguna saat arus yang mengalir melebihi batas arus yang ditentukan
dalam bentuk keluaran suara. Alat ini dapat menyimpan data pada sebuah kartu memory
dalam sebuah format .txt berisi tanggal, waktu, dan nilai arus saat terjadi keadaan trip.
Alat yang direalisasikan ini nantinya diharapkan dapat menggantikan sekering
konvensional yang beredar di pasaran.
ABSTRACT
The designed device has a main function as current limiter in an electricity
installation. This Adjustable Fuse is designed with variation of current limit start from 2, 4,
6 and 10A. Disconnecting and connecting current automatically are the eminence of this
device. This device can also warn the user when the flowing current is overloaded by
buzzing an audio signal. This device is designed with capability of data logging in .txt
format. The data is contain date record, time and a value of tripping current. This designed
device is expected to replace conventional fuse.
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan pada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan anugerahNya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Berkat-Nya jugalah penulis
dapat menyelesaikan masa studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer dengan
baik dan lancar.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya untuk Papa
dan Mama yang tidak pernah lelah memberikan dukungan baik moril maupun materiil.
Penulis juga berterima kasih juga semua yang telah membantu penulis baik secara
langsung maupun tidak langsung. Oleh sebab itu pada kesempatan ini pula penulis ingin
mengucapkan terima kasih banyak pada:
1. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M. Sc. dan Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng
selaku pembimbing I dan II, terima kasih atas bimbingan, arahan, serta kesediaan
waktu dan tenaga untuk membimbing penulis selama pengerjaan skripsi ini.
2. Seluruh staff, dosen, karyawan, dan laboran FTEK atas dukungan material
maupun moral selama penulis berkuliah di fakultas tercinta ini.
3. Ngan Deka, Demas S.T, Gading S.T, Trisno, Anton makasih banyak sudah
membantu dari awal sampai selesai.
4. Rafael, Monica, Samuel dan keluarga besar ’04 yang namanya tidak dapat
penulis sebut satu-persatu.
5. Teman-teman kontrakan Jambewangi 37, Tol”Aditya”gung, Simon Wedhatama,
Yoga “Kenthung”, Ezra “Gamblis”, terima kasih sudah menjaga barang-barang
selama penulis tidur di lab.
6. Teman-teman seperjuangan di Lab skripsi FTEK Galang, Andika Tan, Rino,
Robot, Rendi, Choi, Christo, Apuy.
7. Adik-adik mahasiswa/i FTEK. Jangan pernah menyerah!!
8. Kafe Rindang, Kopi ‘tjap kacamata’,Indomie goreng double telor.
9. Seluruh pihak yang telah membantu pengerjaan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu
penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi
ini dapat lebih berguna, khususnya bagi kemajuan teknik elektronika. Akhir kata, semoga
pengerjaan dan penulisan skripsi ini dapat bermanfaat dan boleh menjadi inspirasi bagi
siapapun yang membacanya.
Salatiga, Januari 2015
Penulis
Halaman ini untuk istriku Endang Zuleaha dan anakku Gavin Harris Ibrahim
“ Love of my life”
DAFTAR ISI
INTISARI ................................................................................................................. i
ABSTRACT............................................................................................................. ii
KATA PENGANTAR ............................................................................................iii
DAFTAR ISI........................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................viii
DAFTAR TABEL................................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2 Spesifikasi Sistem ............................................................................ 3
1.3 Sistematika Penulisan....................................................................... 3
BAB II SISTEM DASAR ADJUSTABLE FUSE................................................ 4
2.1 Gambaran Alat ................................................................................. 4
2.2 Sistem Kerja Alat ............................................................................. 5
2.3 Unit Antarmuka ................................................................................ 6
2.4 Unit Pemroses .................................................................................. 7
2.5 Unit Keluaran ................................................................................... 8
2.6 Komponen Pembentuk Sistem ......................................................... 9
BAB III PERANCANGAN ALAT ..................................................................... 10
3.1 Cara Kerja Sistem .......................................................................... 10
3.2 Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras .................................. 11
3.2.1
Keypad 4x4 ...................................................................... 11
3.2.2
Modul Sensor Arus .......................................................... 12
3.2.3
Modul Sensor Tegangan .................................................. 14
3.2.4
Modul Real Time Clock ................................................... 15
3.2.5
Mikrokontroler ................................................................. 17
3.2.6
Penampil LCD.................................................................. 19
3.2.7
Modul Micro SDCard ...................................................... 21
3.2.8
Solid State Relay .............................................................. 22
3.2.9
Buzzer ............................................................................... 23
3.3 Perancangan Perangkat Lunak ....................................................... 26
3.3.1 Penjelasan Diagram Alir ................................................... 27
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............................................................ 28
4.1 Metode Pengujian Adjustable Fuse ................................................ 28
4.2 Pengujian Keseluruhan Sistem ....................................................... 32
4.2.1 Langkah Pengujian Keseluruhan Sistem.......................... 33
4.2.2 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem ............................... 36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 40
5.1 Kesimpulan .................................................................................... 40
5.2 Saran Pengembangan ..................................................................... 41
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 42
LAMPIRAN A ....................................................................................................... 43
LAMPIRAN B ....................................................................................................... 48
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Macam-macam sekering konvensional ............................................... 4
Gambar 2.2. Cara kerja sistem ................................................................................. 5
Gambar 2.3. Antarmuka pengguna pada Adjustable Fuse....................................... 6
Gambar 2.4. Modul mikrokontroler ATMEGA 32.................................................. 7
Gambar 2.5. Unit keluaran pada Adjustable Fuse .................................................. 8
Gambar 3.1. Blok diagram alat ............................................................................. 10
Gambar 3.2. Keypad 4x4 ....................................................................................... 11
Gambar 3.3. Perancangan penempatan sensor arus ACS712 ................................ 13
Gambar 3.4. Rangkaian sensor arus ACS712 ........................................................ 13
Gambar 3.5. AC voltage tranducer AVS075-SD-420E ........................................ 14
Gambar 3.6. Skema untai sensor tegangan ............................................................ 15
Gambar 3.7. Skema untai modul RTC DS1307..................................................... 16
Gambar 3.8. Real Time Clock DS 1307 yang terintegrasi pada board .................. 16
Gambar 3.9. Skema board mikrokontroler ATMega 32 ....................................... 18
Gambar 3.10. Untai modul penampil LCD ........................................................... 19
Gambar 3.11. Modul Micro SDCard dengan interface SPI .................................. 21
Gambar 3.12. Solid State Relay SSR-100DA ........................................................ 22
Gambar 3.13. Untai pensaklaran menggungakan SSR .......................................... 23
Gambar 3.14. Skema untai modul buzzer .............................................................. 23
Gambar 3.15. Transistor sebagai saklar ................................................................. 24
Gambar 3.16. Diagram alir kerja ........................................................................... 26
Gambar 4.1. Sensor arus ACS712 yang disusun secara seri ................................. 28
Gambar 4.2. Grafik linearisasi kalibrasi sensor arus ACS712 .............................. 30
Gambar 4.3. Untai beban yang tersusun secara paralel ......................................... 33
Gambar 4.4. Tampilan LCD pada menu pemilihan batas arus .............................. 33
Gambar 4.5. Tampilan LCD saat meminta konfirmasi dari pengguna .................. 34
Gambar 4.6. Tampilan LCD saat sistem memutus aliran listrik ............................ 34
Gambar 4.7. Data kerja yang disimpan dalam sebuah SDCard............................. 35
Gambar 4.8. Tampilan LCD setelah terjadi trip sebanyak tiga kali ...................... 35
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Perbandingan sekering konvensional dengan alat yang direalisasikan ... 2
Tabel 3.1 Konfigurasi pin keypad .......................................................................... 12
Tabel 3.2 Tabel kaki-kaki ACS712 ....................................................................... 14
Tabel 3.3 Konfigurasi penggunaan pin/port mikrokontroler ATMEGA 32 .......... 17
Tabel 3.4 Susunan pin dari modul Micro SDCard ................................................ 21
Tabel 4.1 Perbandingan nilai arus terhadap nilai data ADC.................................. 29
Tabel 4.2 Perbandingan hasil pengukuran sensor arus dengan perhitungan ......... 31
Tabel 4.3 Hasil pengujian untuk batas arus 2A ..................................................... 37
Tabel 4.4 Hasil pengujian untuk batas arus 4A ..................................................... 38
Tabel 4.5 Hasil pengujian untuk batas arus 6A ..................................................... 39
Oleh
Ariadi Wahyu Nugroho
NIM: 612012702
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2015
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:
NAMA
: Ariadi Wahyu Nugroho
NIM
: 612012702
JUDUL SKRIPSI
: Adjustable Fuse
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata
ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan
sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, 6 Maret 2015
Ariadi Wahyu Nugroho
INTISARI
Alat yang direalisasikan ini memiliki fungsi sebagai pembatas besar arus yang
mengalir pada sebuah instalasi listrik. Adjustable Fuse ini memiliki variasi nilai batas arus
2, 4, 6, dan 10A. Keunggulan dari alat yang direalisasikan ini adalah dapat memutuskan
dan mengalirkan arus listrik yang mengalir secara otomatis. Alat ini juga dapat memberi
peringatan kepada pengguna saat arus yang mengalir melebihi batas arus yang ditentukan
dalam bentuk keluaran suara. Alat ini dapat menyimpan data pada sebuah kartu memory
dalam sebuah format .txt berisi tanggal, waktu, dan nilai arus saat terjadi keadaan trip.
Alat yang direalisasikan ini nantinya diharapkan dapat menggantikan sekering
konvensional yang beredar di pasaran.
ABSTRACT
The designed device has a main function as current limiter in an electricity
installation. This Adjustable Fuse is designed with variation of current limit start from 2, 4,
6 and 10A. Disconnecting and connecting current automatically are the eminence of this
device. This device can also warn the user when the flowing current is overloaded by
buzzing an audio signal. This device is designed with capability of data logging in .txt
format. The data is contain date record, time and a value of tripping current. This designed
device is expected to replace conventional fuse.
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan pada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat dan anugerahNya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Berkat-Nya jugalah penulis
dapat menyelesaikan masa studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer dengan
baik dan lancar.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya untuk Papa
dan Mama yang tidak pernah lelah memberikan dukungan baik moril maupun materiil.
Penulis juga berterima kasih juga semua yang telah membantu penulis baik secara
langsung maupun tidak langsung. Oleh sebab itu pada kesempatan ini pula penulis ingin
mengucapkan terima kasih banyak pada:
1. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M. Sc. dan Bapak Gunawan Dewantoro, M.Sc.Eng
selaku pembimbing I dan II, terima kasih atas bimbingan, arahan, serta kesediaan
waktu dan tenaga untuk membimbing penulis selama pengerjaan skripsi ini.
2. Seluruh staff, dosen, karyawan, dan laboran FTEK atas dukungan material
maupun moral selama penulis berkuliah di fakultas tercinta ini.
3. Ngan Deka, Demas S.T, Gading S.T, Trisno, Anton makasih banyak sudah
membantu dari awal sampai selesai.
4. Rafael, Monica, Samuel dan keluarga besar ’04 yang namanya tidak dapat
penulis sebut satu-persatu.
5. Teman-teman kontrakan Jambewangi 37, Tol”Aditya”gung, Simon Wedhatama,
Yoga “Kenthung”, Ezra “Gamblis”, terima kasih sudah menjaga barang-barang
selama penulis tidur di lab.
6. Teman-teman seperjuangan di Lab skripsi FTEK Galang, Andika Tan, Rino,
Robot, Rendi, Choi, Christo, Apuy.
7. Adik-adik mahasiswa/i FTEK. Jangan pernah menyerah!!
8. Kafe Rindang, Kopi ‘tjap kacamata’,Indomie goreng double telor.
9. Seluruh pihak yang telah membantu pengerjaan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu
penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi
ini dapat lebih berguna, khususnya bagi kemajuan teknik elektronika. Akhir kata, semoga
pengerjaan dan penulisan skripsi ini dapat bermanfaat dan boleh menjadi inspirasi bagi
siapapun yang membacanya.
Salatiga, Januari 2015
Penulis
Halaman ini untuk istriku Endang Zuleaha dan anakku Gavin Harris Ibrahim
“ Love of my life”
DAFTAR ISI
INTISARI ................................................................................................................. i
ABSTRACT............................................................................................................. ii
KATA PENGANTAR ............................................................................................iii
DAFTAR ISI........................................................................................................... vi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................viii
DAFTAR TABEL................................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2 Spesifikasi Sistem ............................................................................ 3
1.3 Sistematika Penulisan....................................................................... 3
BAB II SISTEM DASAR ADJUSTABLE FUSE................................................ 4
2.1 Gambaran Alat ................................................................................. 4
2.2 Sistem Kerja Alat ............................................................................. 5
2.3 Unit Antarmuka ................................................................................ 6
2.4 Unit Pemroses .................................................................................. 7
2.5 Unit Keluaran ................................................................................... 8
2.6 Komponen Pembentuk Sistem ......................................................... 9
BAB III PERANCANGAN ALAT ..................................................................... 10
3.1 Cara Kerja Sistem .......................................................................... 10
3.2 Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras .................................. 11
3.2.1
Keypad 4x4 ...................................................................... 11
3.2.2
Modul Sensor Arus .......................................................... 12
3.2.3
Modul Sensor Tegangan .................................................. 14
3.2.4
Modul Real Time Clock ................................................... 15
3.2.5
Mikrokontroler ................................................................. 17
3.2.6
Penampil LCD.................................................................. 19
3.2.7
Modul Micro SDCard ...................................................... 21
3.2.8
Solid State Relay .............................................................. 22
3.2.9
Buzzer ............................................................................... 23
3.3 Perancangan Perangkat Lunak ....................................................... 26
3.3.1 Penjelasan Diagram Alir ................................................... 27
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ............................................................ 28
4.1 Metode Pengujian Adjustable Fuse ................................................ 28
4.2 Pengujian Keseluruhan Sistem ....................................................... 32
4.2.1 Langkah Pengujian Keseluruhan Sistem.......................... 33
4.2.2 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem ............................... 36
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 40
5.1 Kesimpulan .................................................................................... 40
5.2 Saran Pengembangan ..................................................................... 41
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 42
LAMPIRAN A ....................................................................................................... 43
LAMPIRAN B ....................................................................................................... 48
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Macam-macam sekering konvensional ............................................... 4
Gambar 2.2. Cara kerja sistem ................................................................................. 5
Gambar 2.3. Antarmuka pengguna pada Adjustable Fuse....................................... 6
Gambar 2.4. Modul mikrokontroler ATMEGA 32.................................................. 7
Gambar 2.5. Unit keluaran pada Adjustable Fuse .................................................. 8
Gambar 3.1. Blok diagram alat ............................................................................. 10
Gambar 3.2. Keypad 4x4 ....................................................................................... 11
Gambar 3.3. Perancangan penempatan sensor arus ACS712 ................................ 13
Gambar 3.4. Rangkaian sensor arus ACS712 ........................................................ 13
Gambar 3.5. AC voltage tranducer AVS075-SD-420E ........................................ 14
Gambar 3.6. Skema untai sensor tegangan ............................................................ 15
Gambar 3.7. Skema untai modul RTC DS1307..................................................... 16
Gambar 3.8. Real Time Clock DS 1307 yang terintegrasi pada board .................. 16
Gambar 3.9. Skema board mikrokontroler ATMega 32 ....................................... 18
Gambar 3.10. Untai modul penampil LCD ........................................................... 19
Gambar 3.11. Modul Micro SDCard dengan interface SPI .................................. 21
Gambar 3.12. Solid State Relay SSR-100DA ........................................................ 22
Gambar 3.13. Untai pensaklaran menggungakan SSR .......................................... 23
Gambar 3.14. Skema untai modul buzzer .............................................................. 23
Gambar 3.15. Transistor sebagai saklar ................................................................. 24
Gambar 3.16. Diagram alir kerja ........................................................................... 26
Gambar 4.1. Sensor arus ACS712 yang disusun secara seri ................................. 28
Gambar 4.2. Grafik linearisasi kalibrasi sensor arus ACS712 .............................. 30
Gambar 4.3. Untai beban yang tersusun secara paralel ......................................... 33
Gambar 4.4. Tampilan LCD pada menu pemilihan batas arus .............................. 33
Gambar 4.5. Tampilan LCD saat meminta konfirmasi dari pengguna .................. 34
Gambar 4.6. Tampilan LCD saat sistem memutus aliran listrik ............................ 34
Gambar 4.7. Data kerja yang disimpan dalam sebuah SDCard............................. 35
Gambar 4.8. Tampilan LCD setelah terjadi trip sebanyak tiga kali ...................... 35
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Perbandingan sekering konvensional dengan alat yang direalisasikan ... 2
Tabel 3.1 Konfigurasi pin keypad .......................................................................... 12
Tabel 3.2 Tabel kaki-kaki ACS712 ....................................................................... 14
Tabel 3.3 Konfigurasi penggunaan pin/port mikrokontroler ATMEGA 32 .......... 17
Tabel 3.4 Susunan pin dari modul Micro SDCard ................................................ 21
Tabel 4.1 Perbandingan nilai arus terhadap nilai data ADC.................................. 29
Tabel 4.2 Perbandingan hasil pengukuran sensor arus dengan perhitungan ......... 31
Tabel 4.3 Hasil pengujian untuk batas arus 2A ..................................................... 37
Tabel 4.4 Hasil pengujian untuk batas arus 4A ..................................................... 38
Tabel 4.5 Hasil pengujian untuk batas arus 6A ..................................................... 39