Rancang Bangun Arduino Energi Meter Untuk Mengukur Karakteristik Panel Surya

BAB II
TEORI DASAR
2.1 Photovoltaic
Photovoltaic adalah alat yang secara langsung mengubah energi cahaya
menjadi energi listrik dan dapat digunakan sebagai pembangkit listrik. Irradiance
adalah perubahan jumlah radiasi matahari dipermukaan panel surya(kW/m2).
Kerapatan radiasi dari matahari dibagian terluar atmosfir adalah 1.373 kW/m2,
tetapi kerapatan puncak dari matahari yang sampai ke permukaan bumi adalah 1
kW/m2. Pengukuran dari perubahan radiasi matahari mengggunakan pyranometer
untuk radiasi secara umum atau sebuah pyrheliometer untuk radiasi langsung[2].
Elemen dasar dari sebuah panel surya adalah sel surya yang mengubah
secara langsung energi matahari menjadi energi listrik. Ciri khas sel surya terdiri
dari sebuah PN junction yang dibentuk dari semikonduktor yang mirip dengan
sebuah dioda. Bahan semikonduktoe yang paling banyak digunakan dalam sel
surya adalah silikon[2]. Ada beberapa jenis-jenis sel surya seperti:
1. Mono-crystalline silicon cells
Proses Czochralski telah menjadi ketetapan dalam pembuatan bahan
single-crystal silicon untuk aplikasi terestrial. Dalam prosesnya bahan
dasar polycrystalline dilelehkan dalam sebuah wadah kuarsa dengan suhu
sekitar 1420oC. Sebuah kristal dimasukkan dalam leburan silikon dan
perlahan ditarik dari lelehan silikon tersebut. Selama proses ini, kristal

akan berubah menjadi monocrystal berbentuk silinder dengan diameter
mencapai 30 cm dan panjangnya beberapa meter. Kristal silinder tunggal
ini akan dipotong menjadi lempengan tipis dengan tebal sekitar 0.3 mm.
Lempengan berbentuk wafer ini akan dibersihkan dengan

cara

pembasahan secara kimia dan pembilasan untuk menghilangkan sisa
pemotongan. Lempengan ini didoping dengan boron untuk membentuk

4

Universitas Sumatera Utara

tipe dan mendoping fosfor untuk membuat tipe n dengan suhu antara
800oC dan 900oC[3].
2. Polycrystalline silicon cells
Silikon dileburkan kedalam wadah kuarsa dan dituangkan ke sebuah
wadah berbentuk kubus. Melalui pemanasan dan pendinginan yang
dikontrol, dan pendinginan secara merata dalam satu arah. Dengan tujuan

untuk membentuk ukuran yang lebih kecil. Lempengan digergaji
mengunakan gergaji. Penggerjajian menyebabkan hilangnya
silikon

dalam

bentuk

serbuk

gergaji.

Setelah

beberapa

pembersihan

dan

pendopingan posfor, lapisan anti reflektif dipasang[3].
2.1 Mikrokontroler
ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai
arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses
eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set
Computer).
Mikrokontroller

ATmega

328

memiliki

arsitektur

Harvard,

yaitu

memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data. Instruksi –
instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada
saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori
program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat
dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan
untuk mendukung operasi pada ALU (Arithmatic Logic unit) yang dapat
dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai
3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk
mengambil data pada ruang memori data[4].
Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X (gabungan
R26 dan R27), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan
R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap

5

Universitas Sumatera Utara

alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit.
Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan
dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan

untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi,
ADC, USART, SPI, EEPROM dan fungsi I/O lainnya. Gambar 2.1 merupakan
bentuk fisik ATmega328[4].

Gambar 2.1 Bentuk fisik ATmega328
2.2 Arduino Uno
Arduino adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328.
Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai
output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi USB, jack power,
kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller;
dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB. Arduino Uno
dapat dilihat seperti pada Gambar 2.2 [5].

Gambar 2.2 Arduino UNO

6

Universitas Sumatera Utara

2.2.1 Daya

Arduino dapat diberikan power melalui koneksi USB atau power supply.
Powernya dipilih secara otomatis. Power supply dapat menggunakan adaptor DC
atau baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan mencolok jack adaptor pada
koneksi port input supply. Board arduino dapat dioperasikan menggunakan supply
dari luar sebesar 6 - 20 volt. Jika supply kurang dari 7V, kadangkala pin 5V akan
menyuplai kurang dari 5 volt dan board bisa menjadi tidak stabil. Jika
menggunakan lebih dari 12 V, tegangan di regulator bisa menjadi sangat panas
dan menyebabkan kerusakan pada board. Rekomendasi tegangan adalah 7 volt
sampai 12 volt. Penjelasan pada pin power adalah sebagai berikut [5] :
-

Vin
Tegangan input ke board arduino ketika menggunakan tegangan dari luar
(seperti yang disebutkan 5 volt dari koneksi USB atau tegangan yang
diregulasikan). Pengguna dapat memberikan tegangan melalui pin ini, atau
jika tegangan suplai menggunakan power jack, aksesnya menggunakan pin
ini.

-

5V
Regulasi power

supply

digunakan

untuk

power

mikrokontroller dan

komponen lainnya pada board. 5V dapat melalui Vin menggunakan regulator
pada board, atau supply oleh USB atau supply regulasi 5V lainnya.
-

3V3
Suplai 3.3 volt didapat oleh FTDI chip yang ada di board. Arus maximumnya
adalah 50mA.

-

Pin Ground
Berfungsi sebagai jalur ground pada Arduino.

2.2.2 Memori
ATmega328 memiliki 32 KB flash memori untuk menyimpan kode, juga 2
KB yang digunakan untuk bootloader. ATmega328 memiliki 2 KB untuk
SRAM dan 1 KB untuk EEPROM.

7

Universitas Sumatera Utara

2.2.3 Input dan Output
Setiap 14 pin digital pada arduino dapat digunakan sebagai input atau
output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead().
Input/output dioperasikan pada 5 volt. Setiap pin dapat menghasilkan atau
menerima maximum 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (disconnected

oleh default) 20-50 KOhms. Beberapa pin memiliki fungsi sebagai berikut [5] :
-

Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirim
(TX) TTL data serial. Pin ini terhubung pada pin yang koresponding dari
USB FTDI ke TTL chip serial.

-

Interupt eksternal: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasikan untuk trigger
sebuah interap pada low value, rising atau falling edge, atau perubahan nilai.

-

PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Mendukung 8-bit output PWM dengan fungsi
analogWrite().

-

SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mensuport

komunikasi SPI, yang mana masih mendukung hardware, yang tidak
termasuk pada bahasa arduino.

-

LED: 13. Ini adalah dibuat untuk koneksi LED ke digital pin 13. Ketika pin
bernilai HIGH, LED hidup, ketika pin LOW, LED mati.

2.2.4 Piranti Komunikasi Arduino
Arduino Uno memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan
komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan
UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1
(TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui
USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer.
Firmware 16U2 menggunakan USB driver standar COM dan tidak ada driver
eksternal yang dibutuhkan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang
memungkinkan data tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan
Arduino. RX dan TX LED di papan akan berkedip ketika data sedang dikirim

8

Universitas Sumatera Utara

melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk
komunikasi serial pada pin 0 dan 1). Sebuah perpustakaan SoftwareSerial
memungkinkan untuk komunikasi serial pada setiap pin digital Uno itu.
ATmega328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat
lunak

Arduino

termasuk

perpustakaan

Kawat

untuk

menyederhanakan

penggunaan dari bus I2C.

2.2.5

Pemrograman Arduino
Arduino board merupakan perangkat yang berbasiskan mikrokontroler.

Perangkat

lunak

(software) merupakan

komponen

yang membuat

sebuah

mikrokontroller dapat bekerja. Arduino board akan bekerja sesuai dengan perintah
yang ada dalam perangkat lunak yang ditanamkan padanya.
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum
digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.
Bahasa pemrograman arduino menggunakan bahasa pemrograman C sebagai
dasarnya. Karena menggunakan bahasa pemrograman C sebagai dasarnya, bahasa
pemrograman arduino memiliki banyak sekali kemiripan, walaupun beberapa hal
telah berubah. Arduino Uno dapat diprogram menggunakan software Arduino IDE
yang bersifat opensource [6].

2.2.5.1 Struktur
Semua program Arduino harus memiliki dua fungsi utama untuk bekerja
dengan baik, yaitu setup() dan loop(). Fungsi setup() dipanggil ketika sketsa dimulai.
Struktur ini berguna untuk menginisialisasi variabel, mode pin, memulai
menggunakan library, dan lain-lainya. Fungsi setup() hanya akan berjalan sekali,
yaitu setiap pertama kali board dihidupkan atau saat restart board Arduino. Fungsi
loop() berguna untuk melaksanakan/mengeksekusi perintah program yang telah
dibuat. Fungsi ini akan secara aktif mengontrol board Arduino baik membaca input
atau merubah output. Fungsi loop() merupakan tugas utama dari arduino board.

9

Universitas Sumatera Utara

2.2.5.2 Variabel
Variabel adalah nama yang dibuat dan disimpan di dalam memori
mikrokontroller. Variabel ini mempunyai nilai dan nilainya dapat diubah sewaktuwaktu pada saat program dijalankan. Variabel memiliki nilai dan tipe data tertentu[7].
-

int (integer)
Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16 bit). Tidak
mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767.

-

long (long)
Digunakan ketika integer tidak mencukupi lagi.
Memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM) dan mempunyai entang
dari -2,147,483,648 dan 2,147,483,647.

-

boolean (boolean)
Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (benar)
atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari
RAM.

-

float (float)

-

Digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai 4 byte
(32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan
3.4028235E+38.

-

char (character)
Menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII (misalnya ‘A’ = 65).
Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

2.2.5.3 Operator Matematika
Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti
matematika yang sederhana)[7].

- =
Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain (misalnya: x = 10 * 2,
x sekarang sama dengan 20).

10

Universitas Sumatera Utara

-

%
Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angka dengan angka yang
lain (misalnya: 12 % 10, ini akan menghasilkan angka 2).

-

+
Penjumlahan

-

Pengurangan

-

*
Perkalian

-

/
Pembagian

2.2.5.4 Operator Reasional
Digunakan untuk membandingkan nilai logika.
-

==
Sama dengan (misalnya: 12 == 10 adalah FALSE (salah) atau 12 == 12
adalah TRUE (benar))

-

!=
Tidak sama dengan (misalnya: 12!= 10 adalah TRUE (benar) atau 12 != 12
adalah FALSE (salah))

-

<
Lebih kecil dari (misalnya: 12 < 10 adalah FALSE (salah) atau 12 < 12
adalah FALSE (salah) atau 12 < 14 adalah TRUE (benar))

-

>
Lebih besar dari (misalnya: 12 > 10 adalah TRUE (benar) atau 12 > 12
adalah FALSE (salah) atau 12 > 14 adalah FALSE (salah)).

11

Universitas Sumatera Utara

2.3 Sensor Arus
Pengukuran arus biasanya membutuhkan sebuah resistor shunt yaitu resistor
yang dihubungkan secara seri pada beban dan mengubah aliran arus menjadi
tegangan. Tegangan tersebut biasanya diumpankan ke current transformer terlebih
dahulu sebelum masuk ke rangkaian pengkondisi signal [8].
Teknologi Hall effect yang diterapkan oleh Allegro menggantikan fungsi
resistor shunt dan current transformer menjadi sebuah sensor dengan ukuran yang
relatif jauh lebih kecil. Aliran arus listrik yang mengakibatkan medan magnet yang
menginduksi bagian dynamic offset cancellation dari ACS712. bagian ini akan
dikuatkan oleh amplifier dan melalui filter sebelum dikeluarkan melalui kaki 6 dan 7,
modul tersebut membantu penggunaan untuk mempermudah instalasi arus ini ke
dalam system. Hall effect allegro ACS712 merupakan sensor yang presisi sebagai
sensor arus AC atau DC dalam pembacaan arus didalam dunia industri, otomotif,
komersil dan sistem-sistem komunikasi. Pada umumnya aplikasi sensor ini biasanya
digunakan untuk mengontrol motor, deteksi beban listrik, switched-mode power
supplies dan proteksi beban berlebih [8].
Sensor ini memiliki pembacaan dengan ketepatan yang tinggi, karena
didalamnya terdapat rangkaian low-offset linear Hall dengan satu lintasan yang
terbuat dari tembaga. cara kerja sensor ini adalah arus yang dibaca mengalir melalui
kabel tembaga yang terdapat didalamnya yang menghasilkan medan magnet yang di
tangkap oleh integrated Hall IC dan diubah menjadi tegangan proporsional [8].
Ketelitian dalam pembacaan sensor dioptimalkan dengan cara pemasangan
komponen yang ada didalamnya antara penghantar yang menghasilkan medan magnet
dengan hall transducer secara berdekatan. Persisnya, tegangan proporsional yang
rendah akan menstabilkan Bi CMOS Hall IC yang didalamnya yang telah dibuat
untuk ketelitian yang tinggi oleh pabrik. Bentuk fisik sensor arus ACS712
diperlihatkan seperti Gambar 2.3. Adapun fungsi dari pin-pin dari sensor arus
diperlihatkan pada Tabel 2.1 [8].

12

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.3. Bentuk fisik sensor arus
Tabel 2.1 Fungsi pin Sensor Arus ACS712
Pin Sensor

Fungsi

IP +

Terminal yang mendeteksi arus, terdapat sekring didalamnya

IP -

Terminal yang mendeteksi arus, terdapat sekring didalamnya

GND

Terminal sinyal ground

Filter

Terminal untuk kapasitor ekternal yang berfungsi sebagai
pembatas bandwith

Viout

Terminal untuk keluaran sinyal analog

Vcc

Terminal masukan catu daya

Pembacaan sensor arus, dirumuskan seperti pada Persamaan 2.1.
I = ((analogRead(analogCurrentPin)*0.0048876)-2.5)/0.066

(2.1)

2.4 Sensor Tegangan
Sensor tegangan yang digunakan merupakan sebuah modul sensor tegangan
yang menggunakan prinsip pembagi tegangan. Modul ini dapat mengurangi tegangan
input hingga 5 kali dari tegangan asli. Tegangan analog input maksimum
mikrokontroler yaitu 5 volt sehingga modul tegangan dapat diberi masukkan tidak
melebihi 5 X 5 Volt atau sebesar 25 Volt.Pin analog Arduino dapat menerima nilai
hingga 10 bit sehingga dapat mengkonversi data analog menjadi 1024 keadaan
(2^10= 1024). Artinya nilai 0 merepresentasikan tegangan 0 volt dan nilai 1023
merepresentasikan tegangan 5 volt. Data yang sebelumnya analog dikonversi menjadi

13

Universitas Sumatera Utara

data digital. Proses konversi dari nilai analog menjadi digital ini disebut proses ADC
(Analog to Digital Conversion). Gambar 2.4 menunjukkan bentuk fisik sensor
tegangan[9].

Gambar 2.4 Bentuk fisik sensor tegangan
Pembacaan tegangan keluaran panel surya dituliskan seperti Persamaan 2.2.
V =( analogRead(analogVoltPin)*25/1023)

(2.2)

2.5 Sensor Suhu
Banyak sensor suhu yang dipakai dalam implementasi sistem instrumentasi,
salah satu contohnya adalah DS18B20. Sensor suhu DS18S20 ini telah memiliki
keluaran digital meskipun bentuknya kecil (TO-92), cara untuk mengaksesnya
adalah dengan metode serial 1 wire. Sensor ini sangat menghemat pin port
mikrokontroler, karena 1 pin port mikrokontroler dapat digunakan untuk
berkomunikasi dengan beberapa divais lainnya. Sensor ini juga memiliki tingkat
akurasi cukup tinggi yaitu 0,5°C pada rentang suhu -10°C hingga +85°C, sehingga
banyak dipakai untuk aplikasi sistem pemonitoringan suhu Aplikasi- aplikasi yang
berhubungan dengan sensor seringkali membutuhkan ADC dan beberapa pin port
mikrokontroler namun pada DS18B20 ini tidak dibutuhkan ADC agar dapat
berkomunikasi dengan mikrokontroler[10]. Bentuk fisik DS18B20 ditunjukan oleh
Gambar 2.5, sementara deskripsi pin DS18B20 ditunjukkan oleh Tabel 2.2

14

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.5 Bentuk fisik DS18B20
Tabel 2.2 Deskripsi pin DS18B20
Nama

Fungsi

VDD

VDD (cadangan)

DQ

Pin untuk input/output data. Juga untuk pembagi daya pada
saat digunakan dalam parasite power mode

GND

Ground

Pada saat beroperasi maka akan terjadi proses pengkonversian temperatur dan
konversi ADC pada perintah 44h. Dimana data temperatur yang terukur akan
disimpan di memori scratchpad. Dengan mode power dari luar maka setelah perintah
pengkonversian temperatur DS18B20 akan merespon dengan mengirim bit 0 saat
pengkonversian masih dalam proses dan mengirim bit 1 saat pengkonversian telah
selesai lalu data temperatur akan disimpan dalam register temperatur 16 bit seperti
yang ditunjukkan oleh Gambar 2.6. Pada MS BYTE S menunjukkan tanda bila S
diisi oleh bit 0 maka berarti temperatur yang terukur adalah temperatur positif. Jika
bit 1 maka temperatur yang terukur adalah temperatur negative[10].

Gambar 2.6 Register temperatur

15

Universitas Sumatera Utara

Pencatuan pada DS18B20 terdapat 2 jenis mode yaitu pencatuan dari luar
dan mode pencatuan secara parasit (parasite power). Pada mode pencatuan dari luar
maka supplai harus dihubungkan pada pin Vdd sedangkan jika menggunakan mode
parasit power DS18B20 tidak memerlukan supplai dari luar. Pada mode parasit
power hanya “mencuri” daya dari jalur 1 wire melalui pin DQ saat jalur dalam
keadaan high. Sebagian power akan disimpan di Cpp untuk memberikan power saat
jalur dalam keadaan low. Saat menggunakan mode parasit power maka Vdd harus
disambungkan dengan pin ground. Dalam mode parasit power, jalur 1 wire dan
Cpp akan memberikan arus yang cukup untuk waktu operasi yang lama [10].
Dengan menggunakan mode parasit power saat DS18B20 dalam proses
pengkonversian temperatur atau

menyalin data

dari memori scratchpad ke

EEPROM, arus yang beroperasi mencapai 1,5mA. Untuk memastikan bahwa
DS18B20 mendapatkan arus yang cukup, maka diperlukan pullup yang kuat pada
jalur 1 wirenya.

Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan MOSFET untuk

menarik jalur secara langsung seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.7 [10].

Gambar 2.7 Pencatuan dengan mode Parasit power
DS18B20 dapat juga diberikan power dengan metode konvensional dengan
menghubungkan power supply luar dengan pin Vdd seperti yang ditunjukan oleh
Gambar 2.8. Dengan menggunakan mode parasite power tidak direkomendasikan
untuk pengukuran temperatur di atas 1000C karena DS18B20 tidak mampu
menahan komunikasi yang disebabkan kebocoran arus yang tinggi. Untuk

aplikasi

pada temperatur tinggi tersebut sangat disarankan untuk menggunakan power supply
dari luar [10].
16

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.8 Pencatuan dengan mode konvensional

Dalam situasi yang sama jalur master mungkin tidak mengetahui apakah
DS18B20 menggunakan mode parasite power atau mode power supply dari luar.
Master membutuhkan informasi ini untuk menentukan apakah pullup jalur yang
kuat dibutuhkan atau tidak selama proses pengkonversian temperatur. Untuk
mendapatkan informasi ini, master memberi perintah untuk melakukan skip
ROM(CCh) diikuti dengan perintah Read Power Supply(B4h) lalu diikuti dengan
“Read time slot”. Selama pembacaan time slot, dengan menggunakan mode parasite
power DS18B20 akan menarik jalur yang low dan dengan menggunakan mode power
dari luar DS18B20 akan melepaskan jalur yang high. Jika jalur yang ditarik low,
maka master akan mengetahui bahwa harus diberi pullup yang kuat pada jalur 1
wire selama proses pengkonversian temperature [10].

2.6 PLX-DAQ
PLX-DAQ adalah program yang digunakan dalam pemantauan karakteristik
panel surya seperti ditunjukkan pada Gambar 2.9 [11].

17

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.9 Program PLX-DAQ
Program PLX-DAQ digunakan untuk menampilkan data dari Arduino ke
excel secara langsung. PLX-DAQ dapat menampilkan grafik, membaca pengukuran
tiga sensor dalam waktu yang sama serta menampilkan waktu pengukuran dari sensor
ketiga sensor.
2.7 Kalibrasi
Kalibrasi dilakukan dengan membandingkat alat ukur yang dibuat dengan alat
ukur yang sudah diketahui akurasinya dengan masukan yang sama. Kalibrasi
diperlukan ketika pembuatan perangkat baru, perangkat mengalami tumbukan dan
ketika hasil pengukuran dipertanyakan[12].
Kalibrasi umumnya merupakan proses penyesuaian keluaran dari perangkat
baru dengan perangkat standar. Hal-hal yang mempengaruhi kalibrasi antara lain:
-

Prosedur
Kalibrasi harus dilakukan dengan prosedur yang ada

-

Peralatan Kalibrasi (Kalibrator)
Kalibrartor harus mempunya standar Nasional atau Internasional

-

Periode Kalibrasi

18

Universitas Sumatera Utara

Periode kalibrasi tergantung pada beberapa faktor antara lain frekuensi
pemakaian, pemeliharaan, penyimpanan.a
-

Lingkungan
Lingkungan sangat berpegaruh pada proses penglibrasian. Misalnya kondisi
suhu, getaran mekanik medan listrik, medan magnet, medan elektromagnetik,
tingkat penerangan dan sebagainya.

2.7.1 Kalibrasi Sensor Arus
Adapun perangkat keras yang digunakan untuk mengalibrasi sensor arus
adalah multimeter digital yang difungsikan sebagai Amperemeter dalam pengujian.
Multimeter Digital yang digunakan dalam kalibrasi sensor arus adalah DT830 Series.
Gambar 2.10 menunjukkan bentuk nyata DT830 Series dan Tabel 2.3 menunjukkan
Spesifikasi DT830 Series untuk pengukuran arus searah [13].

Gambar 2.10 Bentuk nyata DT830 Series
Tabel 2.3 Spesifikasi DT830 Series untuk pengukuran arus searah
Range

Resolution

Accuracy

200 µA

100 nA

2000 µA

1 µA

20 mA

10 µA

200 mA

100 µA

±1.2% ± 5D

10 A

10 mA

± 2.0 % ± 5D

± 1.0% ± 5D

19

Universitas Sumatera Utara

2.7.2 Kalibrasi Sensor Tegangan
Adapun perangkat keras yang digunakan untuk mengalibrasi sensor tegangan
adalah multimeter digital yang difungsikan sebagai Voltmeter dalam pengujian.
Multimeter Digital yang digunakan dalam kalibrasi sensor arus adalah DT830 Series.
Gambar 2.11 menunjukkan bentuk nyata DT830 Series dan Tabel 2.4 menunjukkan
Spesifikasi DT830 Series untuk pengukuran tegangan searah.

Gambar 2.11 Bentuk nyata DT830 Series
Tabel 2.4 Spesifikasi DT830 Series untuk pengukuran tegangan searah
Range

Resolution

200 mV

100 µV

2000 mV

1 mV

20 V

10 mV

200 V

100 mV

1000 V

1V

Accuracy

± 0.5% ± 5D
± 1.0 % ± 5D

2.7.3 Kalibrasi Sensor Suhu
Adapun perangkat keras yang digunakan untuk mengalibrasi sensor suhu
adalah PHB-318. PHB-318 mempunyai tiga fungsi yaitu barometer, humidity dan
temperature meter [14]. Bentuk fisik PHB-318 tampak seperti Gambar 2.12.

20

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.12 Bentuk fisik PHB-318
Spesifikasi PHB-318 dalam pengukuran suhu tampak seperti pada Tabel 2.5.
Tabel 2.5 Spesifikasi PHB-318 dalam pengukuran suhu
Batas Pengukuran

0 OC - 50 OC/ 32 OF - 122 OF

Resolusi

0.1 OC/ 0.1 OF

Ketelitian

± 0.8 OC/1.5 OF

2.8 Pengukuran
Sebuah sistem pengukuran yang ada untuk memberikan informasi tentang
nilai dari beberapa variabel yang diukur. Ada beberapa istilah yang harus dipahami
dalam pengukuran listrik diantaranya:
-

Akurasi, kedekatan pembacaan alat ukur dengan nilai yang sebenarnya

-

Presisi, hasil pengukuran yang dihasilkan dari proses pengukuran atau derajat
untuk membedakan satu pengukuran dengan pengukuran lainnya.

-

Toleransi, merupakan istilah yang sering berhubungan dengan akurasi dan
kesalahan maksimum dan komponen alat elektronik mempunyai toleransi ±
5%.

21

Universitas Sumatera Utara

-

Rentang, merupakan nilai maksimum dan minimum yang dirancang dalam
alat ukur.

-

Resolusi, nilai terkecil yang mampu ditanggapi oleh alat ukur.
Keluaran hasil pengukuran dapat berupa data analog atau digital. Alat ukur

analog memiliki komponen putar yang akan bereaksi ketika mendapatkan sinyal
listrik ditunjukkan dengan bergeraknya jarum penunjuk.

22

Universitas Sumatera Utara