IMPLEMENTASI INVERTER 3 FASA 2 LENGAN DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89C52 - Unika Repository

  Perpustakaan Unika

  IMPLEMENTASI INVERTER 3 FASA 2 LENGAN DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89C52 TUGAS AKHIR OLEH: Daniel Adi Pratikto 01.50.0028 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATHOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2009

  Perpustakaan Unika PENGESAHAN

  Tugas Akhir dengan judul “IMPLEMENTASI INVERTER 3 FASA 2

  LENGAN DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89C52”

  diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata Semarang.

  Laporan Tugas Akhir ini telah disetujui pada tanggal ……………. 2009.

  Semarang, .................... 2009 Mengetahui / menyetujui

  Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II (Leonardus Heru P. ST, MT.) (T. Brenda Chandrawat. ST, MT.) NPP : 058.1.2000.234 NPP : 058.1.1995.177

  Mengetahui, Dekan Fakultas Teknologi Industri

  (Leonardus Heru P. ST, MT.) NPP : 058.1.2000.234

  Perpustakaan Unika ABSTRAK

  Perancangan dari implementasi inverter 3 fasa 2 lengan ini dengan teknik SPWM dengan menggunakan mikrokontroler tipe AT89C52. Suatu mikrokontroler digunakan untuk membangkitkan sinyal informasi sinusoidal yang dapat diatur frekuensinya dengan mengkomparasikan sinyal segitiga dan sinusoidal, rentang frekuensi yang digiunakan antara 20 Hz sampai dengan 50 Hz. Berdasarkan hasil eksperimental yang telah dilakukan sistem ini dapat berkerja dan berfungsi dengan baik.

  Perpustakaan Unika

  Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas anugrah dan kemurahan-Nya sehingga penyusunan Laporan Tugas Akhir dengan judul “IMPLEMENTASI INVERTER 3 FASA 2 LENGAN DENGAN

  MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89C52” dapat terselesaikan dengan baik.

  Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata Semarang, disamping itu supaya mahasiswa lebih memahami prinsip-prinsip elektronika yang sudah diperoleh dalam bangku kuliah dan menerapkannya.

  Dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai tersusunnya laporan ini telah mendapatkan bantuan dan dukungan baik moril maupun materiil dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pengucapan terima kasih dan penghargaan yang sebesar- besarnya kepada:

  1. Tuhan Yesus Kristus atas segala Anugrah, Kasih Karunia dan Mujizat-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini.

  Allah Bapa yang selalu setia menyertai, menolong, membuka jalan dan menjawab semua doa dalam pergumulan yang berat... (Ibr. 13:5 “Aku sekali- kali tidak akan membiarkan engkau dan Aku sekali-kali tidak akan meninggalkan engkau” ; Rm 12:12 “Bersukacitalah dalam pengharapan, sabarlah dalam kesesakan, dan bertekunlah dalam doa!”).

  2. Bapak Leonardus Heru P. ST,MT., selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Unika Soegijapranata Semarang, Dosen pembimbing I, dan juga Dosen penguji yang telah meluangkan waktu untuk membimbing saya dan memberi masukan dan saran dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini.

  3. Ibu T. Brenda C. ST, MT.. selaku dosen II, yang telah banyak memberi masukan dan saran dalam pembuatan laporan dan pelaksanaan Tugas Akhir.

  4. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Fakultas Teknologi Industri atas ilmu yang telah diberikan selama di bangku kuliah.

  5. Buat mas Agung, terima kasih atas semua bantuan dan jasanya.

  6. Pak Mar, mbak Tini, mas Amat, dan seluruh karyawan lain yang membantu proses perkuliahan.

  7. Papa dan Mama (Alm) yang telah memberikan kasih sayang, dukungan doa dan segalanya buat aku selama ini.

  8. Kepada keluarga C‘ Kiok, C’ Tres dan K’ Djiang atas semua bantuan moril maupun materiil dan doanya sehingga saya mampu menyelesaikan studi.

  9. Buat “Angel of My Life”…Nok “AJENG Krisvita E.P.”,,,makasih untuk dukungan semangat, doa dan segalanya…kehadiranmu telah membantu mengubah hidupku.

  10. Buat “My Best Friend” Eko ,,, makasih untuk segala jasa dan bantuan dananya.

  Perpustakaan Unika

  11. Buat Nugie dan Ciox, makasih atas dukungan dan bantuan selama aku menyelesaikan laporan ini.

  12. Buat teman-teman dekatku: Peter, Abud, Wahyu, Baskoro, Adi & Okky,,, makasih untuk dukungan & doanya.

  13. Kepada teman-teman angkatan 2001 yang lain dan juga adik kelas semuanya.

  Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh kerena itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata, semoga laporan Tugas Akhit ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa dan semua orang.

  Semarang ……………… 2009 Penulis

  Perpustakaan Unika

  DAFTAR ISI

  BAB II : DASAR TEORI ……………………………………………………… 4

  2.4 Inverter PWM sebagai Sumber Tegangan ………………………… 10

  2.3 Pulse Width Modulation (PWM) …………………………………... 8

  2.2.2 Inverter Satu Fasa Jembatan Penuh ……………………... 7

  2.2.1 Inverter Satu Fasa Setengah Jembatan…………………… 6

  2.2 Inverter Satu Fasa ………………………………………………….. 5

  2.1 Inverter …………………………………………………………….. 4

  1.6 Sistematika Penulisan ……………………………………………… 3

  Halaman Judul ………………………………………………………………...... i Halaman Pengesahan …………………………………………...………………. ii Abstrak ............………………………………………………………………… iii Kata Pengantar ………………………………………………………………… iv Daftar Isi ……………………………………………………………………… vii Daftar Gambar …………………………………………………………………. x Daftar Tabel …………………………………………………………………... xii

  1.5 Metode Penelitian ………………………………………………….. 2

  1.4 Tujuan dan Manfaat ………………………………………………… 2

  1.3 Pembatasan Masalah ……………………………………………….. 1

  1.2 Perumusan Masalah ………………………………………………… 1

  1.1 Latar Belakang ……………………………………………………… 1

  BAB I : PENDAHULUAN …………………………………………………….. 1

  Perpustakaan Unika

  Perpustakaan Unika

  2.5 MOSFET ………………………………………………………..… 11

  2.6 Opto Coupler TLP 250 ……………………………………………. 13

  2.7 Penguat Operasional (Op-Amp) ………………………………...... 14

  2.7.1 Op-Amp sebagai Komparator …………………………. 14

  2.7.2 Op-Amp sebagai Penguat Operasional ………………… 15

  BAB III : IMPLEMENTASI INVERTER 3 FASA 2 LENGAN DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AT89C52 ………… 17

  3.1 Desain dan Implementasi Inverter 3 Fasa 2 Lengan ……………… 17

  3.1.1 Rangkaian Daya ……………………………………...... 17

  3.1.2 Rangkaian Kendali …………………………………….. 18

  3.2 Perancangan Inverter 3 Fasa 2 Lengan …………………………… 20

  3.3 Pembangkitan Sinyal PWM Sinusoidal ……………….………….. 21

  3.4 Pembentukan Sinyal Referensi 2 Fasa ……………………………. 23

  3.4.1 Rangkaian Clock dan Counter ……………………….… 23

  3.4.2 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89C52 …...……... 24

  3.4.3 Sistem Minimum DAC ………………………………… 25

  3.5 Pembentukan Sinyal Carrier ……………………………………… 26

  3.6 Rangkaian SPWM ………………………………………………… 30

  3.7 Rangkaian Driver …………………………………………………. 31

  BAB IV : ANALISA DAN PENGUJIAN ……………………………………. 34

  4.1 Pengujian Sinyal Referensi ……………………………………….. 35

  4.2 Pengujian Rangkaian Daya Inverter ……………………………… 39

  4.2.1 Pengujian Beban R-L ………………………………….. 39

  4.2.2 Pengujian Beban Motor Induksi 3 Fasa ………...…..…. 42

  BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………………... 48

  5.1 Kesimpulan ……………………………………………………….. 48

  5.2 Saran ……………………………………………………………..... 49 DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………..... 50

  Perpustakaan Unika

  Perpustakaan Unika DAFTAR GAMBAR

  1. Gambar 2.1 Bagan Sistem umum Inverter Mode Saklar …………………… 4

  2. Gambar 2.2 Inverter Satu Fasa Setengah Jembatan ………………………... 6

  3. Gambar 2.3 Tegangan Keluaran Inverter Satu Fasa Setengah Jembatan ….. 6

  4. Gambar 2.4 Inverter Satu Fasa Jembatan Penuh …………………………… 7

  5. Gambar 2.5 Teknik PWM .………………………...…………………......... 10

  6. Gambar 2.6 MOSFET Tipe Deplesi (a) kanal n, (b) kanal p ……...………. 12

  7. Gambar 2.7 MOSFET Tipe Enchancement (a) kanal n, (b) kanal p ……… 13

  8. Gambar 2.8 Konstruksi Opto Coupler TLP 250 ………………………….. 14

  9. Gambar 2.9 Gambar Rangkaian Dasar Komparator …………………….... 15

  10. Gambar 3.1 Rangkaian Daya Inverter 3 Fasa 2 Lengan …………………. 17

  11. Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian Kendali Inverter 3 Fasa 2 Lengan .. 18

  12. Gambar 3.3 Konstruksi Rangkaian Daya pada Inverter 3 Fasa 2 Lengan … 20

  13. Gambar 3.4 Pembentukan PWM Sinusoida (a) dan Bentuk Tegangan Keluaran (b) …………………………………………………………...... 22

  14. Gambar 3.5 Rangkaian Clock dan Counter ………………………………. 23

  15. Gambar 3.6 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89C52 .……………...… 24

  16. Gambar 3.7 Sustem Minimum DAC …………………………………...…. 26

  17. Gambar 3.8 Rangkaian XR-2206 Sebagai Pembangkit Gelombang Segitiga. 27

  18. Gambar 3.9 Gelombang Segitiga dari XR-2206 ….……………………….. 28

  19. Gambar 3.10Pembentuk Gelombang Segitiga Simetris terhadap Sumbu Nol.29

  20. Gambar 3.11 Metode Pembangkitan SPWM 2 Fasa ……………………… 30

  Perpustakaan Unika

  21. Gambar 3.12 Pulsa Kontrol Saklar Daya Invereter saling Tergeser 120° … 31

  22. Gambar 3.13 Rangkaian Driver …………………………………………... 32

  23. Gambar 4.1 Konstruksi Inverter 3 Fasa 2 Lengan ………………………... 34

  24. Gambar 4.2 Tegangan Keluaran Inverter 3 Fasa 2 Lengan ………………. 35

  25. Gambar 4.3 Sinyal Referensi 2 Fasa ……………………………………… 37

  26. Gambar 4.4 Gelombang Referensi 2 Fasa dan Carrier pada SPWM ……… 38

  27. Gambar 4.5 Pulsa Kontrol Pemicu Saklar Daya ………………………….. 38

  28. Gambar 4.6 Sinyal Sinus pada Frekuensi 10 Hz, 20 Hz dan 50 Hz ……..... 39

  29. Gambar 4.7 Arus pada Frekuensi 10 Hz, 20 Hz dan 50 Hz ………………. 40

  30. Gambar 4.8 Vd pada Frekuensi 10 Hz, 20 Hz dan 50 Hz ………………… 40

  31. Gambar 4.9 Tegangan Keluaran Fasa Netral pada Frekuensi 10 Hz, 20 Hz dan

  50 Hz ……………………………………………………….... 41

  32. Gambar 4.10 Tegangan Keluaran Kapasitor (Vc 1 dan Vc 2) pada Frekuensi

  50 Hz ………………………………………………………… 41

  33. Gambar 4.11 Sinyal Sinus, Arus dan Vd pada Frekuensi 10 Hz ………….. 42

  34. Gambar 4.12 Sinyal Sinus, Arus dan Vd pada Frekuensi 20 Hz ………….. 43

  35. Gambar 4.13 Sinyal Sinus, Arus dan Vd pada Frekuensi 50 Hz ………….. 43

  36. Gambar 4.14 Sinyal Sinus, Arus dan Vd pada Frekuensi 60 Hz …………. 44

  37. Gambar 4.15 Tegangan Keluaran Fasa Netral pada Frekuensi 10 Hz, 20 Hz, 50 Hz dan 60 z ..……………………………………………….... 44

  38. Gambar 4.16 Tegangan Keluaran Kapasitor (Vc 1 dan Vc 2) pada Frekuensi

  50 Hz ………………………………………………………... 45

  39. Gambar 4.17 Grafik Pengukuran Dan Perhitungan Kecepatan Motor ......... 46

  Perpustakaan Unika DAFTAR TABEL

  1. Tabel 2.1 Kombinasi Penyaklaran Daya dan Tegangan Keluaran Inverter ... 8

  2. Tabel 3.1 Kombinasi Penyaklaran Tegangan Keluaran Inverter ................... 21

  3. Tabel 4.1 Pengujian berbeban motor Induksi 3 fasa ..................................... 45

  4. Tabel 4.2 Perhitungan riil kecepatan motor Induksi 3 fasa .......................... 46