RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS BERLEBIH PADA DC HOUSE
SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang
Disusun Oleh : ANDRI WANSYAH 201010130311116
JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2015
LEMBAR PENGESAHAN RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS BERLEBIH PADA DC HOUSE Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh :
Andri Wansyah 201010130311116 Tanggal Ujian Periode Wisuda
: 24 Oktober 2015 : Periode IV
Disetujui Oleh:
1.
Ir. Nurhadi, MT NIP : 10890090183
(Pembimbing I)
2.
Ir. Diding Suhardi, MT NIP : 10892100286
(Pembimbig II)
3.
Dr. Ir. Ermanu Azizul H., MT NIP : 10891090233
(Penguji I)
4.
Ir. Nur Kasan, MT NIP : 10893030293
(Penguji II)
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro
Ir. Nur Alif Mardiyah, MT
iii
KATA PENGANTAR Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan hidayah-NYA sehingga penuis mampu menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat serta salam tak lupa penulis panjatkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah membimbing kita, tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi S1 Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir yang disusun oleh penulis berjudul : “RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS BERLEBIH PADA DC HOUSE” . Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.
Malang, 05 November 2015
Penulis
viii
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN.................................................................................... ii LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iii LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iv ABSTRAKSI .......................................................................................................... v ABSTRACT ............................................................................................................. vi LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................... vii KATA PENGANTAR ......................................................................................... viii DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .......................................................................................... ..1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... ..2 1.3 Batasan Masalah ........................................................................................ ..2 1.4 Maksud dan Tujuan ................................................................................... ..2 1.5 Metodologi ............................................................................................... ..3 1.6 Sistematika Pembahasan ........................................................................... ..3
BAB II DASAR TEORI 2.1
Rumah DC House
2.2
Mikrokontroler .................................................................................... .....5
2.2.1 Definisi Mikrokontroler ........................................................................... 6 2.2.2 Mikrokontroler Arduino Uno....................................................................7 2.2.3 Fungsi dan Kebutuhan Pin ........................................................................ 7 2.3
Hubung Singkat/Short circuit ................................................................... 8
ix
2.4
Arus Lebih .............................................................................................. 10
2.4.1 Proteksi Arus Lebih ................................................................................ 10 2.5 Sensor Arus ACS712........... ....................................................................12 2.6 Mosfet ..................................................................................................... 15 2.6.1 Mosfet Tipe Hampa (Depletion Type).................................................... 15 2.6.2 Mosfet Tipe Berisi (Enhancement Tipe)................................................. 17 2.6.3
Kurva Karakteristik Mosfet............................................................... 19
2.6.4 Wilayah Saturasi (Mosfet On) ................................................................ 20
BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN 3.1
Perangkat Keras (Hardware) ................................................................. 22
3.1.1 Miniatur Sistem dan Blok Diagram ...................................................... 22 3.1.2 Prinsip Kerja Alat.................................................................................. 23 3.1.3 Perancangan LCD 16 x 2 ...................................................................... 29 3.1.4 Perancangan Rangkaian Sensor Arus ................................................... 24 3.1.5 Perancangan Rangkaian Driver Mosfet ................................................ 25 3.2
Modul Kontrol Arduino Uno .................................................................. 26
3.3
Perangkat Lunak (Software) .................................................................. 27
3.3.1 Algoritma Instruksi LCD ....................................................................... 28 3.3.2 Algoritma Proses Keseluruhan................................................................29
BAB IV HASIL PENGUJIAN ALAT 4.1 Hardware.................................................................................................30 4.1.1 ACS712 Modul....................................................................................... 30 4.1.2 Pengujian IRF9540 ................................................................................. 31 4.1.3 LCD 16 x2 .............................................................................................. 32 4.1.4 Beban ...................................................................................................... 43 4.1.5 Adabtor ................................................................................................... 44 4.2 Pengujian Sistem Keseluruhan.................................................................35
x
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan................................................................................................ 36 5.2 Saran .......................................................................................................... 36 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
xi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Port B Pins Alternate Function ............................................................... 8 Tabel 2.2 Tipe-tipe IC ACS712 ............................................................................ 14 Tabel 3.1 Ringkasan .............................................................................................. 27 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Sensor ACS712 Modul.............................................31 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Mosfet (IRF9540)........................................................32 Tabel 4.3 Hasil Pengujian beban Lampu...............................................................33 Tabel 4.4 Hasil Pengujian Adabtor........................................................................34 Tabel 4.5 Pengujian Waktu Respon sistem............................................................35
xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Desain DC House ............................................................................. . 5 Gambar 2.2 Fungsi Pin........................................................................................... 7 Gambar 2.3 Konfigurasi Proteksi Arus Berlebih ................................................. 11 Gambar 2.4 Rangkaian Pembatas Arus Berlebih ................................................. 12 Gambar 2.5 Diagram Blok Dari IC ACS712 ....................................................... 13 Gambar 2.6 Konfigurasi Pin dari IC ACS712 ..................................................... 13 Gambar 2.7 Kemasan Dari IC ACS712 ............................................................... 14 Gambar 2.8 Grafik Tegangan Keluaran sensor ACS712 terhadap arus listrik yang terukur ..................................................................................... 15 Gambar 2.9 (a) Lambang Mosfet Jenis depletion (b) Lambang Mosfet jenis depletion dengan subtrate terhubung ke source ............................... 16 Gambar 2.10 Struktur fisik transistor NMOS jenis enhancement ........................ 17 Gambar 2.11 Wilayah Cut-Off (Mosfet Off) ........................................................ 19 Gambar 2.12 Rangkaian Mosfet sebagai Saklar pada Kondisi Cut-Off ............... 19 Gambar 2.13 Rangkaian MOSFET sebagai Saklar Pada Kondisi saturasi ........... 20 Gambar 3.1 Diagram Blok Alat ............................................................................ 22 Gambar 3.2 Rangkaian LCD 16 x 2 ...................................................................... 24 Gambar 3.3 Rangkaian ACS712 ........................................................................... 25 Gambar 3.4 Driver Mosfet .................................................................................... 25 Gambar 3.5 Arduino Uno R3 ................................................................................ 26 Gambar 4.1 Pengujian Sensor ACS712 Modul .................................................... 30 Gambar 4.2 Pengujian/Pengukuran Irf9540M(Mosfet) ........................................ 32 Gambar 4.3 Pengujian LCD .................................................................................. 32 Gambar 4.4 Pengujian Beban Lampu ................................................................... 33 Gambar 4.5 Adabtor ............................................................................................. 34 Gambar 4.6 Blok Diagram pengujian sistem ........................................................ 35
xii
DAFTAR PUSTAKA 1.
Taufik, 2008 “ Practical Design Of Buck DC House”, California Politecnic State Univercity, USA.
2.
Harten, P. Van. 1986. Instalasi Listrik Rus Kuat 1. PT. Binacipta.
3.
Detmers, Michael, Blauvert, Tyler, Variable DC Wall Outlet For The DC House Project, Calpoly State University, 2011.
4
http://inovativeelectronics.com/index.php?pg=ie_pdet&idp=159, diakses 29 juli 2015 http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik, di akses 29 juli 2015
5.
Microsystems, Allegro A ,2012,”Datasheet ACS712”, Worcerter.
6.
http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/mosfet-sebagai-saklar/ [accessed 15 juni 2015]
7.
Nise, Norman S.2004.” Control Sistem Enginering”. John Wiley and Sons.
8.
Blum, Jeremy, Exploring Arduino, Wisley, 2013
9.
Kadir, Abdul, Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramannya menggunakan Arduino, Yogyakarta : Penerbit Andi, 2013.
10.
Ardianto, Heri. 2008. Pemrograman Mikrokontroler AVR Atmega328PPU. Informatik : Jakarta.
