MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC SKRIPSI TIMBUL MULYA DAVID 090801057
MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC SKRIPSI TIMBUL MULYA DAVID 090801057
PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains TIMBUL MULYA DAVID 090801057
PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN
Judul : MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMEGA 8535 MENGGUNAKAN PC
Kategori : Skripsi Nama : Timbul Mulya David Nomor Induk Mahasiswa : 090801057 Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA)
Universitas Sumatera Utara Diluluskan di:
Medan, 10 Juni 2014 Komisi Pembimbing Pembimbing I
Pembimbing II Dr. Marhaposan Situmorang Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc
Nip. 195510301980031003 Nip.196006031986011002 Disetujui Oleh :
Ketua Departemen Fisika Dr. Marhaposan Situmorang
Nip.195510301980031003
PERNYATAAN MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya Medan, 10 Juni 2014 Timbul Mulya David 090801057
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan kekuatan, petunjuk dan Anugrah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul : “MINIATUR MONITORING DAN
PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC”.
Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Keluarga tercinta, khususnya kedua orangtua saya (Ayahanda Biliher Syarifuddin Panjaitan dan Ibunda Nurselly br. Simanjuntak) atas kasih sayang, doa, motivasi dan kerja kerasnya dalam mencukupi kebutuhan saya. Dan juga kakak-kakak saya Rotua Krisnawaty br. Panjaitan, Yunita Vera Ulina br. Panjaitan, dan adik saya Minarti br. Panjaitan atas doa dan motivasinya.
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng. Sc yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan/ide demi sempurnanya skripsi ini.
3. Bapak Drs. Nasir Saleh, M. Eng. Sc (+) selaku dosen wali saya yang telah banyak memberikan motivasi semasa hidupnya selama perkuliahan, Bapak Drs. Syahrul Humaidi, Msc selaku sekretaris Departemen Fisika, beserta seluruh Civitas Akademika FMIPA khususnya seluruh staf pengajar dan pegawai yang selalu memperhatikan proses studi di Departemen Fisika FMIPA USU
4. Oppung S. Panjaitan br Silaen (+) dan keluarga J Panjaitan br. Siahaan serta seluruh keluarga besar Panjaitan demikian juga seluruh saudara-saudara sepupu atas semangat dan motivasinya.
5. Oppung G Simanjuntak br Panjaitan (+) dan Keluarga Drs J. Simanjuntak br.
Pasaribu serta seluruh keluarga besar Simanjuntak demikian juga seluruh saudara-saudara sepupu atas semangat dan motivasinya.
6. Teman-teman seperjuangan dalam menyelesaikan skripsi Ferdi Aulia Mirda dan Poltak Simarmata atas dukungan dan motivasinya
7. Teman-teman stambuk breaving 2009 (Sony, Enra, Rieni, Esra, Andrian, Silvi, Helen, Ferdy, Nurzanah, Masria, Emy, Jenny, Agus, Agus Ningsih, Sabam, Resdina, Zainalludin, Suhartina, Stevani, Resdina, Mega, Yosua, Wenny, Natanael, Kalam, Ferdi, Poltak, Istas, Andico, Eldo, Arvilla, Fitri, Sukria, Monora, Septiana, Ade, Abul, dan rekan lainnya) beserta seluruh keluarga besar IMF yang telah memberikan semangat dan motivasinya.
8. Seluruh keluarga, saudara-saudari, teman-teman, abang/kakak dan rekan-rekan lainnya yang tidak dapat saya ucapkan satu persatu, terima kasih buat doa dan dukungannya. Semoga Tuhan selalu memberkati kita semua
Menyadari akan keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis dan juga keterbatasan waktu, saya merasa bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu dengan segala kerendahan hati, penuis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat yang bersifat membangun demi menyempuranakan tugas akhir ini
Medan, 10 Juni 2014 Penulis
MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC ABSTRAK
Pada tahun 2013 pemakaian daya listrik kota Medan mencapai 90,48 Tera watt, hal ini dikarenakan tidak adanya penerapan manajemen energy sebagai upaya strategis untuk menghemat energi listrik. Sebagai salah satu cara manajemen pemakaian daya listrik adalah melalui pemantauan langsung pemakaian listrik. Karena itu dibuatlah alat untuk memonitoring daya yang digunakan menggunakan ACS-712 sebagai sensor arus dan Transformator sebagai sensor tegangan sehingga dapat dimonitoring nilai daya yang digunakan. Nilai arus dan tegangan tersebut akan diterima mikrokontroler ATMega 8535 yang telah diisi program untuk mengubah besaran tegangan analog menjadi besaran digital yang dikirim ke PC menggunakan RS 232 dan ditampilakan dalam bentuk grafik Dari hasil pengukuran dan monitoring diperoleh bahwa kesalahan rata-rata cukup kecil yaitu 3,64% , sehingga alat ini cukup baik untuk digunakan sebagai sebuah alat pengukuran dan pemantauan penggunaan daya listrik Kata Kunci : Monitoring, Daya Listrik, ACS-712
MINIATURE POWER USAGE AND MONITORING BASED ATMega
8535 USING PC ABSTRACTIn 2013 the city of Medan power consumption reached 90.48 Tera watts , this is due to lack of implementation of energy management as a strategic effort to conserve electrical energy . As a way of electric power consumption management is through the direct monitoring of power consumption . Since it was established tool for monitoring power use ACS - 712 is used as a current sensor and voltage transformers as sensors can be monitored so that the value of the power used . The voltage and current values will be accepted ATMega 8535 microcontroller which has been filled program to convert the analog voltage magnitudes into digital quantities are sent to the PC using the RS 232 and displayed in graphical form From the measurement and monitoring found that the average error is 3.64 % is quite small , so it 's quite good tool to use as a means of measuring and monitoring the use of electric power Keywords : Monitoring , Electric Power, Management
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan i
Pernyataan ii
Penghargaan iii
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi vii
Daftar Tabel ix
Daftar Gambar x
Daftar Lampiran xi
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Rumusan Masalah
2
1.3 Batasan Masalah
2
1.4 Tujuan Penelitian
2
1.5 Manfaat Penelitian
3
1.6 Sistematika Penulisan
3 BAB II. LANDASAN TEORI
4
2.1 Arus Listrik
4
2.2 Tegangan
5
2.3 Daya
6
2.5 Transformator
6
2.5 Pengenalan Visual Basic
9
2.5.1 Project
10
2.5.3 Form
10
2.5.4 Coding Atau Syntax
10
2.6 Mikrokontroler ATMega 8535
11
2.6.1 Fitur ATMega8535
12
2.6.2 Konfigurasi Pin ATMega8535
12
2.6.3 Peta Memori
13
2.6.4 Komunikasi Serial USART
14
2.6.4.1 Pengiriman Data
15
2.6.4.2 Penerimaan Data
15
2.6.5 ADC (Analog To Digital Converter)
16
2.7 Komunikasi Serial RS 232
16
2.7.1 Karakteristik Sinyal Serial Port
17
2.7.2 Serial Port pada PC
18
2.7.3 Konfigurasi Serial Port
18
2.7.4 Transmisi Data Pada RS232
19 2.7.5 Converter Logika RS232.
20 BAB III. PERANCANGAN ALAT
21
3.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
21
3.1.1 Diagram Blok Rangkaian
21
3.1.2 Rangkaian Power Supply
22
3.1.3 Rangkaian ACS 712 (Allegro Current Sensor 712)
23
3.1.4 Rangkaian Sensor Tegangan
25
3.1.5 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
26
3.1.6 Perancangan Pada PC
27
3.2 Perancangan Perangkat Lunak (software)
28
3.2.1 Flowchart rangkaian pada Mikrokontroler
28
3.2.2 Flowchart pada PC
30 BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA DATA
32
4.1 Pengujian Alat
32
4.1.1 Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan
32
4.1.2 Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 8535
32
4.1.3 Pengujian RS 232
33
4.1.4 Pengujian Sistem Keseluruhan
33
4.2 Analisa Data
37
4.2.1 Analisa Data Untuk Sensor Arus
37
4.2.2 Analisa Data Untuk Sensor Tegangan
40
4.2.3 Analisa Data Untuk Daya
42 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
43
5.1 Kesimpulan
43
5.2 Saran
43 DAFTAR PUSTAKA
44 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
No. Tabel Judul Halaman
Tabel 2.1 . Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB 919 Tabel 3.1 Fungsi masing-masing Pin IC ACS 712
24 Tabel 4.1 Nilai Hasil Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan Dari Mikrokontroler ATMega 8535
32
DAFTAR GAMBAR
23 Gambar 3.4 Diagram Blok ACS 712
35 Gambar 4.4 Hasil monitoring daya menggunakan lampu 350 watt
34 Gambar 4.3 Hasil monitoring daya menggunakan lampu 100 watt
33 Gambar 4.2 Hasil monitoring daya menggunakan lampu 40 watt
31 Gambar 4.1 Hasil monitoring daya menggunakan lampu 25 watt
28 Gambar 3.8 Flowchart Pada PC
26 Gambar 3.7 Flowchart Rangkaian Pada Mikrokontroler
25 Gambar 3.6 Rangkaian mikrokontroler ATMega 8535
25 Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Tegangan
22 Gambar 3.3 Rangkaian ACS712
No. Gambar Judul Halaman
21 Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply
20 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian
18 Gambar 2.7 Rangkaian RS 232
14 Gambar 2.6 RS232 DB9
13 Gambar 2.5 Peta Memori Program AVR ATMega8535
11 Gambar 2.4 Pin ATMega8535
8 Gambar 2.3 Diagram blok fungsional ATMega 8535
7 Gambar 2.2 Transformator Step-Down
Gambar 2.1 Transformator Step-Up36