RANCANG BANGUN PENGONTROLAN BEBAN SECARA ELEKTRONIK PADA PEMBANGKIT LISTRIK (PERANGKAT LUNAK)
Inggih Surya Permana1, Ir. Yahya Chusna Arief, MT 2, Ir. Suryono, MT2 1
2
Mahasiswa Jurusan Elektro Industri , Dosen Pembimbing Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS) Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Surabaya, Indonesia Email:
[email protected]
ABSTRAK Kestabilan frekensi sangat diperlukan dalam kelangsungan pelayanan tenaga listrik dari suatu pembangkit listrik. Pemakaian beban konsumen yang tidak menentu menyebabkan frekuensi yang berubahubah. Frekuensi yang tidak stabil merusak peralatan (beban) karena beban tidak bisa bekerja secara optimal. Pengontrolan beban secara elektronik pada pembangkit listrik ini dapat mengoptimalkan kerusakan akibat frekuensi keluaran dari sistem distribusi yang tidak stabil. Implementasi sistem kontrol adalah pada pembangkit listrik yang renewable yaitu mikrohidro. Sistem ini diaplikasikan ke dalam sistem kontrol dengan menggunakan mikrokontroler dilengkapi interface keypad dan LCD. Perangkat lunak yang diintegrasikan dengan peralatan pendukung yang memungkinkan sistem beroperasi secara otomatis. Sistem pengontrolan beban secara elektronik menggunakan sensor frekuensi yang akan mendeteksi frekuensi sebelum masuk ke beban, yang kemudian akan dibaca oleh mikrokontroler. Data akan diproses untuk menentukan kerja dari sistem dan frekuensi akan ditampilkan pada LCD. Keypad sebagai media setting kecepatan kontrol. Sistem pengaturan frekuensi melalui pengaturan beban secara elektronik bekerja dengan mengatur daya yang disalurkan ke beban sekunder setiap terjadi perubahan frekuensi akibat perubahan beban pada beban utama. Sehingga beban total generator (beban utama dan beban komplemen) cenderung tetap. Dan pengontrolan mikrokontroler ATMega16, dihasilkan frekuensi yang stabil yaitu 50 hz baik itu dibebani maupun tidak dibebani. Kata kunci : Sensor frekuensi, mikrokontroler, LCD, keypad, beban komplemen ABSTRACT The fix frequency are very needed in electrical power service at power station. Using Consumer’s load which uncertain, causes frequency that fluctuate. The unstable’s frequency damaging a load, because load can’t work properly. The electronic load controller at this power station, can optimize damage, consequence frequency’s output from distribution system which unstable. The implementation of this control system are in the renewable’s power station, such as in mikrohidro. That is applied to control system by using microcontroller interfaces keypad and lcd. The Software which integrated with support’s equipments make this system works automatically. The electronic load controller using frequency’s censor to detect frequency before through a load, then more information will be read and processed by microcontroller. The information will be processed, to determine run of system and frequency will be displayed in the lcd, A keypad for setting the speed control. The frequency arrangement system using electronic load controller which works regulate power that canalized to complement load every main’s load change. So total load there are main load and complement load, are permanent. And control with microcontroller ATMega16, produced stable frequency that is 50 hz at load or without load condition. Keyword
: Frequency’s censor, microcontroller, LCD, keypad, complement’s load
1. Pendahuluan Tingkat performansi dari suatu sistem pembangkit listrik ditentukan oleh frekuensi output yang dihasilkan. Pada suatu pembangkit listrik yang menggunakan energi renewable terutama mikrohidro, sistem kontrol frekuensi yang umumnya digunakan adalah sistem pengaturan frekuensi melalui governor, dan sistem pengaturan frekuensi melalui pengaturan beban secara elektronik. Penggunaan governor tersebut kurang menguntungkan bila ditinjau secara ekonomis, karena
harganya hampir sama bahkan melebihi harga turbin generator. Untuk itu perlunya dibuat desain pengontrolan beban secara elektronik pada pembangkit mikrohidro. Sistem pengaturan frekuensi melalui pengaturan beban secara elektronik bekerja dengan mengatur daya yang disalurkan ke beban komplemen setiap terjadi perubahan frekuensi akibat perubahan beban pada beban utama. Sehingga beban total generator (beban utama dan beban komplemen) cenderung tetap.
Perancangan sistem dilakukan dengan cara menempatkan sensor f to v dan kemudian sensor tersebut mengirim data yang telah terbaca kepada mikrokontroler. Bila hasil olahan mikrokontroler menunjukkan adanya perubahan frekuensi, maka mikrokontroler akan memberikan perintah kepada driver IC TCA 785 untuk memberikan sudut penyulutan pada Triac sesuai yang diinginkan. Dan pengontrolan dengan menggunakan mikrokontroler ATMega16 dihasilkan frekuensi yang stabil yaitu 50 hz. Mikrokontroler dilengkapi dengan intrface keypad, LCD, DAC dan ADC internal. Keypad akan digunakan sebagai input untuk menentukan kecepatan kontrol proporsional yang diinginkan. LCD akan digunakan untuk menampilkan frekuensi output dari keluaran generator. ADC internal pada mikrokontroler ATMega 16 dan rangkaian DAC sebagai alat bantu pengubah sinyal digital ke analog dan sebaliknya.
2. Perencanaan Dan Pembuatan Alat 2.1 Konfigurasi Sistem Secara Umum Secara umum konfigurasi sistem dari pengaturan beban secara elektronik pada pembangkit listrik ini terdiri dari input, kontroler dan output. Dari sisi masukan (input) terdiri sensor frekuensi. Kontroller yang digunakan adalah mikrokontroler ATMega16. Dari sisi keluaran (output) yang dihubungkan dengan driver TCA785 melalui rangkaian DAC0808.
Gambar 2.1 Blok diagram sistem pengaturan beban secara elektronik pada pembangkit listrik Pada blok diagram Gambar 2.1, sensor frekuensi yang berupa f to v converter keluaran dari sensor itu diolah di mikrokontroler ATMega16. Dengan mengatur sudut penyulutan pada triac menggunakan driver TCA785 dengan input dari rangkaian DAC diatur oleh mikrokontroler. Dengan set point frekuensi antara 49.5 hz – 50.5 hz maka mikrokontroler akan mengolah data dan mengatur output pada rangkaian DAC.
Gambar 2.2 Gambar sistem pengaturan beban secara elektronik
2.2 Sistem mikrokontroler Sistem mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega 16 yang memiliki fasilitas internal ADC 8 channel dan menggunakan resolusi 8 bit. Mikrokontroler ini memiliki 512 byte EEPROM serta 8 Kbytes flash programming memory. 2.2.1 Perencanaan Input Output Mikrokontroler ATMega16 memiliki 4 buah port 8 bit. Tabel perencanaan input output dapat dilihat pada Tabel 2.1 Tabel 2.1 Perencanaan input / output Port
Keterangan
Port A.0 Port B Port C Port D
Input sensor frekuensi Output DAC Output LCD Input keypad
2.2.2 Perencanaan Input Sensor Pada perencanaan input sensor frekuensi ini, digunakan range 49.5 hz sampai 50.5 hz. Nilai frekuensi normal sebenarnya yang diperlukan pada sistem adalah 50 hz, sedangkan dalam perencanaan digunakan range frekuensi antara 49.5 hz sampai 50.5 hz. Hal ini dimaksudkan untuk menyesuaikan generator set 1 phasa yang memiliki output berubah-ubah sehingga diberikan histerisis ± 1% dari frekuensi normal 50 hz. Untuk inputan ke ADC , karena tegangan yang diterima ADC berkisar antara 0 sampai 5V sedangkan range suhu yang digunakan berkisar antara 49.5 hz sampai 50.5 hz, maka dibuat suatu perbandingan. 2.3 Perencanaan Perangkat Lunak Perencanaan perangkat lunak disusun untuk mendukung perangkat keras yang telah dibuat dengan bahasa pemrograman C. Pada bagian ini menjelaskan rutin-rutin penting dari keseluruhan perangkat lunak yang dibuat. 2.3.1 Program Utama Uraian singkat program utama perangkat lunak “Sistem Pengaturan Beban Secara Elektronik Pada Pembangkit Listrik” menggunakan mikrokontroller ATMega 16 dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Inisialisasi dari keseluruhan hardware, Berikut inisialisasi piranti-piranti tersebut: Inisialisasi port A sebagai ADC Inisialisasi port B sebagai Output ke rangkaian DAC Inisialisasi port C sebagai Output ke LCD Inisialisasi port D sebagai Input Keypad b. Pada proses ini akan diinisialisasi keadaan awal dari keseluruhan sistem, misalnya kondisi awal dari output DAC yang diberi nilai 0x00 yang berarti DAC memberikan output 0V sehingga didapatkan sudut penyulutan 180° (beban komplemen menyala semua) c. Pembacaan frekuensi referensi untuk memperoleh frekuensi nominal sesuai dengan setting point sebesar 49.5 hz-50.5 hz. d. Konstanta pada penambah atau pengurang untuk decrement dan increment adalah pada kisaran range 01-99 (2 digit) yang diatur melalui keypad.
e. Saat frekuensi input bernilai kurang sama dengan 49.5 hz maka output akan diincrement hingga mencapai frekuensi sesuai range yang diinginkan (nilai maksimal 0xa5) yang berarti pada tegangan maksimal DAC 6.47 V beban lampu pijar yang disulut sudah off. f. Kemudian bila frekuensi input lebih besar sama dengan 50.5 hz maka output akan didecrement hingga mencapai frekuensi sesuai range yang diinginkan (nilai minimum 0x07) yang berarti pada tegangan minimum DAC 0.27 V beban lampu pijar yang disulut menyala terang. g. Bila frekuensi input bernilai antara 49.5hz-50.5maka output berada pada kondisi saat itu. j. Pengaturan sistem adalah increment dan decrement dengan penambahan atau pengurangan sampai dengan 2 digit (01-99) melalui input keypad. Untuk lebih memahami program utama dapat digambarkan dalam flowchart berikut :
b. Keluarkan perintah ke ADC c. Setelah ADC selesai dikonversi akan di simpan ke dalam memori mikrokontroller. d. Ulangi perintah untuk konversi setiap alamat dari sensor frekuensi. e. Dari data didapatkan nilai frekuensi. Agar lebih jelas dari pembacaan sensor frekuensi dapat dilihat pada Gambar 2.4 flowchart dibawah ini : START
Baca nilai frekuensi
Simpan di RAM
START ADC start conversion Inisialisasi input, output,serta serial
Ambil data ADC
Baca sensor
Ubah data dari ADC ke nilai frekuensi
Nilai frekuensi didapatkan
Tampilkan nilai frekuensi pada
RETURN
Y
Increment output
Frekuensi <= 49.5 hz
N Y
Decrement output
Frekuensi >= 50.5 hz N
output
END
Gambar 2.3 Flowchart program utama 2.3.2 Pembacaan Sensor Frekuensi (f to v converter) Untuk mendapatkan data frekuensi dari masing-masing blok diperlukan sensor frekuensi menggunakan f to v converter. F to v converter adalah jenis sensor frekuensi yang bersifat linear sehingga mudah dalam konversi dari tegangan ke data biner. Untuk membaca sensor frekuensi (f to v converter) diperlukan program konversi dari analog ke digital. Prinsip dari konversi dapat dijelaskan sebagai berikut : a. Masukkan data pointer ke alamat awal dari sensor suhu
Gambar 2.4 Flowchart pembacaan sensor frekuensi 2.3.3 Perencanaan Software Menu Keypad 3x4 Keypad merupakan interface dari pengguna dengan setting kontrol sistem yang terdiri dari menu yang berisi informasi tentang frekuensi output dan setting konstanta increment dan decrement pada kontrol proporsional sehingga sistem dapat berfungsi dengan baik. Desain dari software keypad sangat bervariasi sehingga pemilihan metode scanning ditentukan oleh desain hardware dari keypad itu sendiri. Pada Tugas Akhir ini metode scanning dilakukan tiap kolom dengan memanfaatkan PORTD sebagai scanner. Setiap tombol pada keypad hanya mempunyai 1 fungsi. Perencanaan software menu keypad dapat disajikan dalam Gambar 2.5.
STAR T
Tampilan LCD : ELC GENSET_1_PHASA
N
Tekan’1’
Pilih menu : 1.Lihat_F_ 2.Set_UP/DOWN
Tampilan LCD : _F_SAAT INI = ..,.hz
Tekan’2’ OUTPU T ke DAC
Tampilan LCD : SETTING =[2 digit]
N
N N Tekan EXIT? ?
Input 2 digit & Tekan ENTER??
Tekan EXIT??
Y Y
Y Tekan EXIT??
Sensor frekuen
Y
N
TCA 785
Tampilan LCD : SETTING =[2 digit] _F_: ..,.hz
OUTPUT ke DAC
Y Tekan EXIT?? N
Gambar 2.5 Flowchart menu keypad 3x4 2.4 Perencanaan Hardware Hardware merupakan perangkat yang digunakan untuk menyelesaikan persoalan yang berbentuk fisik dan dapat dilihat secara visual. Perangkat keras ini digunakan untuk interfacing dengan prosesor tempat dilakukannya pengolahan software. Beberapa hardware yang digunakan pada tugas akhir ini akan dijelaskan sebagai berikut: 2.4.1 Mikrokontroler ATMEGA 16 Mikrokontroller ini merupakan pusat untuk melakukan semua proses yang diperlukan dalam tugas akhir ini. Untuk dapat menggunakan mikrokontroler ini diperlukan rangkaian elektronika yang disebut minimum sistem agar mikrokontroller dapat melakukan proses yang dibutuhkan. Untuk mendownload program dari PC ke Mikrokontroller dengan menggunakan downloader ISP ( In Serial Programming ) 6-wire yang dapat langsung di download tanpa melepas prosesor. Downloader ini pada PC dihubungkan ke port paralel. Semua port yang ada pada mikrokontroller digunakan, yaitu port D ( sebagai input keypad 3x4 ), port C ( sebagai output tampilan LCD 16x2) dan port B ( sebagai output ke rangkaian DAC )dan PORT A ( sebagai input ADC dari sensor frekuensi). Untuk penyambungan pin – pin yang akan digunakan dalam proses download secara rinci dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6 Interfacing Mikrokontroler 2.4.2 LCD Pada proyek akhir ini LCD digunakan sebagai penampil data-data seperti setpoint konstanta increment dan decrement, dan pembacaan frekuensi output oleh ADC. Penyambungan pin LCD dengan mikrokontroler : RS = Port C.0 R/W = Port C.1 E = Port C.2 DB4 = Port C.4 DB5 = Port C.5 DB6 = Port C.6 DB7 = Port C.7
3. Pengujian Dan Analisa Untuk mengetahui bahwa program kita berjalan dengan baik atau tidak maka kita harus melakukan pengujian. Pengujian tersebut dilakukan dalam beberapa tahap. 3.1 Pengujian Sistem Mikrokontroler Berikut adalah pengujian mikrokontroler serta antarmukanya: 3.1.1 Pengujian Interface Pengujian integrasi ini dilakukan dengan menginterfacekan program ke perangkat keras. Pengujian ini dilakukan dengan beberapa tahap, yang pertama adalah pengujian pengambilan data ADC mikokontroler AVR Atmega 16 yang merupakan salah satu fasilitas yang tersedia dalam mikrokontroler AVR ATmega 16. Pengujian ini dilakukan dengan memberikan input tegangan DC 0-5 V pada ADC channel 0. Pada sistem menggunakan 1 ADC yaitu pada Port A.0. Gambar 2.7 Interface ATMega16 dengan LCD 16 x2. 2.4.3 KEYPAD 3X4 Keypad digunakan sebagai sarana untuk memasukan setting konstanta increment dan decrement sebagai kontrol proporsional sistem.
Gambar 2.8 Konfigurasi hubungan keypad dan pin mikrokontroler 2.4.4 DAC 0808 Pada proyek akhir ini digunakan DAC 0808 untuk merubah nilai input digital dari mikrokontroler (pada port B) menjadi tegangan analog 0,27 – 6,47 Volt yang kemudian digunakan sebagai input ke rangkaian TCA 785 yaitu pada pin 11. Perencanaan rangkaian DAC 0808 disajikan pada Gambar 2.9.
3.1.1.1 Pengujian Program Inisialisasi dan Interface ADC Mikrokontroler AVR Atmega 16 Pengujian program ini untuk perangkat interface merupakan langkah awal sebelum pengujian alat secara keseluruhan. Langkah pertama yang dilakukan adalah pengujian terhadap ADC microcontroller AVR Atmega 16 dengan menggunakan output 8 bit. Sebagai masukan ADC ini, digunakannya PORT A pin 0, digunakannya PORT A karena pada port ini mengijinkan untuk masukan analog. Dan tegangan reference yang digunakan adalah tegangan AVCC, dimana tegangan AVCC merupakan supply tegangan pin untuk PORT A dan A/D converter. Untuk ADC ini digunakan clock internal sebesar 11.059200 MHz dengan menggunakan scan input secara otomatis. Pada ADC ini menggunakan pin 0 maka scan dilakukan pada channel 0. Pada ADC ini digunakan tegangan referensi (Vref) sebesar 5 Vdc. Sedangkan untuk dapat mengetahui besarnya tegangan yang diterima oleh mikrokontroler dapat menggunakan persamaan dibawah ini : =
*
......................................................(3.1)
Dimana, = Tegangan terukur yang masuk ke mikrokontroler = Tegangan analog yang masuk ke ADC = Tegangan referensi ADC sebesar 5 V = ADC yang digunakan adalah 8 bit
MSB
A PB.7 T PB.6 M PB.5 e PB.4 g PB.3 a PB.2 16 PB.1 PB.0
Pin.11 LSB
Digital Input
VO Output
Gambar 2.9 Rangkaian DAC 0808.
T C A 785
Dalam pengujian ini untuk mencoba program pengambilan data melalui ADC dan ketepatan pembacaan ADC. Ketepatan pembacaan ADC dipengaruhi waktu sampling pengambilan data dan output dari penguat instrumentasinya. Seperti terlihat pada Tabel 4.1 di bawah ini, nilai prosentase error yang terjadi antara 0 sampai dengan prosentase error maksimum yaitu sebesar 2.34%. Nilai terbesar terjadi diawal karena pada pengujian ADC menggunakan potensio sebagai nilai variable masukan kurang linier. Sedangkan untuk nilai rata-rata error ADC untuk keseluruhan pengujian adalah sebesar 0.41%. Sehingga didapatkan hasil uji ADC dapat dilihat pada Tabel 3.1 di bawah ini .
Tabel 3.1 Hasil uji ADC Input ADC (V)
Vout (Biner)V
1
0
00000000
0
0
0
2
0.5
00011001
25
25.6
2.34
3
1
00110010
51
51.2
0.39
4
1.5
01001011
77
76.8
0.26
5
2
01100100
102
102.4
0.39
6
2.5
01111101
128
128
0
Input Keypad
Tampilan LCD
7
3
10011000
153
153.6
0.39
1
1
8
3.5
10110000
179
179.2
0.11
2
2
9
4
11001010
205
204.8
0.09
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
0
0
#
#
*
*
No
10 11
4.5 5
11100110 11111111
Vout praktek (Dec)V
230 255
Vout teori (V)
jauh beda dengan proses penentuan baris dan kolom dari sebuah tombol pada keypad. Keterangan lebih lengkap dapat dilihat pada bab sebelumnya. Analisa pengetesan keypad : Tombol yang ditekan sesuai dengan yang diinginkan sehingga dapat dipastikan keypad dapat bekerja dengan baik. Untuk mempermudah tombol yang ditekan oleh keypad, status tersebut bisa ditampilkan ke LCD.
230.4 256
% Error
Tabel 3.2 Pengujian keypad 3x4
0.17 0.39
3.1.2 Pengujian mikrokontroler ATMega 16 Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah sistem minimum bekerja dengan baik, maka diadakan pengetesan pada jalur-jalur port yang dimiliki oleh mikrokontroler ATmega16. Prosedur pengetesan : 1.Mempersiapkan voltmeter untuk mengukur level tegangan output tiap port dari mikrokontroller. 2.Membuka program yang akan dites, kemudian mengcompile-nya. 3.Mendownload program ke dalam mikrokontroler ATmega 16 dengan menggunakan ISP downloader. Program menyalakan semua port (set tiap port sebagai output). PORTA=PORTB=PORTC=PORTD=0xFF; Hasil yang diperoleh adalah semua port akan mengeluarkan tegangan sebesar ± 5 volt, sehingga bisa dipastikan sistem minimum dapat bekerja dengan baik. 3.1.3 Pengujian LCD Pengetesan ini bertujuan untuk mengetahui apakah LCD tersebut dapat menampilkan pesan-pesan sesuai dengan proses yang diharapkan. Listing program pengetesan LCD : lcd_gotoxy(6,0); lcd_putsf("ELC"); lcd_gotoxy(1,1); lcd_putsf("GENSET_1_FASA"); Analisa Pengujian LCD : Setelah program pengujian LCD didownload ke modul, maka pada layar LCD akan menghasilkan tampilan sebagai berikut : Pada baris 1 tampil ‘ ELC‘ dan baris 2 tampil ‘GENSET_1_FASA’. Seperti terlihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Gambar pengetesan LCD 3.1.4 Pengujian keypad 3x4 Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah keypad dapat bekerja dengan baik. Pengujian ini tidak
3.2 Pengujian Rangkaian Sensor Frekuensi Pada pengujian rangkaian sensor frekuensi ini digunakan Function generator, DC power supply, Voltmeter digital dan rangkaian f to v converter. Rangkaian pengujian dapat dilihat pada Gambar 3.2. DC power supply
Function generator
Rankaian sensor frekuensi (f to v converter)
Voltmeter digital
Gambar 3.2 Blok diagram pengujian rangkaian sensor frekuensi Dari spesifikasi sensor frekuensi, setiap kenaikan 0.5 hz, maka tegangannya juga naik rata-rata sebesar 8mV. Maka untuk frkuensi 50 hz nilai tegangannya adalah 784mV atau 0,784V. Agar ADC bisa membaca data sensor secara maksimal, maka tegangan 0,784V diatas dikuatkan menjadi 2.5V. Besarnya penguatan adalah 2.5 V/ 0, 784 V = 3.19 kali. Dari penguatan tersebut didapat pada saat frekuensi sebesar 49.5 hz, bertegangan 2.45V dan pada frekuensi sebesar 50.5 hz, bertegangan 2.52V. Tabel sensor frekuensi dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Penguatan sensor frekuensi
Frekuensi input (hz)
Tegangan output f to v converter (V)
Tegangan output setelah dikuatkan (V)
45
0.706
2.23
45.5
0.714
2.25
46
0.722
2.28
46.5
0.73
2.3
47
0.737
2.33
47.5
0.745
2.35
48
0.753
2.38
48.5
0.761
2.4
49
0.769
2.43
49.5
0.776
2.45
50
0.784 0.792
2.52
51
0.8
2.55
51.5
0.808
2.56
52
0.815
2.59
52.5
0.823
2.61
53
0.831
2.64
0.839
2.66
54
0.846
2.68
54.5
0.854
2.71
55
0.862
Tabel 3.5 Pengujian tegangan input TCA 785 dengan sudut penyulutan triac Tegangan input TCA 785 (V)
Sudut penyulutan Triac (…°)
6.5
168
6.0
156
5.5
144
5.0
132
4.5
120
4.0
108
3.5
96
3.0
84
2.5
72
2.0
60
1.5
48
1.0
36
0.5
24
2.5
50.5
53.5
3.4 Pengujian integrasi sistem Pada sub bab ini akan dipaparkan hasil pengujian mikrokontroler dengan semikonverter dengan berbagai macam tegangan input TCA 785 yang dijadikan sebagai referensi tegangan keluaran DAC yang dikontrol oleh mikrokontroler. Pada pengujian ini kontroler sudah diimplementasikan dan akan terlihat hasil dari kerja kontroller. Hasil pengujian pada Tabel 3.5.
2.73
Tabel 3.4 Pengujian data DAC
Sudut
3.3 Pengujian Data DAC Pada tugas akhir ini digunakan perangkat elektronik DAC 0808 yang digunakan untuk konversi nilai biner (data) menjadi tegangan analog. Tegangan analog akan digunakan untuk memberikan sinyal kontrol pada TCA 785. Pengujian DAC dilakukan untuk mengetahui keluaran dari sistem. Berikut ini hasil pengujian DAC pada Tabel 3.4.
Penyulutan Triac (...°)
Dari data hasil pengukuran yang dilakukan terhadap sensor frekuensi, dapat diketahui bahwa semakin naik frekuensi input, maka secara otomatis nilai tegangan output juga akan ikut naik.
Tegangan output teori (V)
Tegangan output praktik (V)
%Error
A1
5
5.01
0.2
A2
2.5
2.51
0.4
A3
1.25
1.25
0
A4
0.625
0.623
0.32
A5
0.31
0.311
0.32
A6
0.15
0.155
3.33
A7
0.078
0.077
1.28
A8
0.039
0.037
5.12
12 ±6
0.0
±2
Grafik Pengujian Tegangan input TCA 785 Dengan Sudut Penyulutan Triac
200 150 100 50 0 0
Data input ('1')
0.25 0.125
2
4
6
Tegangan input TCA 785 (V)
8
Gambar 3.3 Grafik pengujian tegangan input TCA 785 dengan sudut penyulutan triac Dari grafik diatas, didapatkan karakteristik tegangan input TCA 785 terhadap sudut penyulutan triac yang selanjutnya digunakan sebagai referensi kontrol output mikrokontroler terhadap tegangan output DAC. Dapat diketahui hasil pengujian sistem sebelum dan sesudah diberikan kontrol dengan menggunakan beban lampu pijar dengan daya yang bervariasi seperti pada Tabel 3.6 dan Tabel 3.7.
Tabel 3.6 Tabel pengujian beban lampu pijar dengan rangkaian kontrol Beban Lampu Pijar (W) 0 35 70 85 120 152 170 205
Frekuensi dengan rangkaian kontrol (hz) 49.9 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 49.9 49.3
Beban Komplemen Lampu Pijar (W) 160 121 82 78 42 11 0 0
Tegangan output generator (volt) 225 224 225 225 223 221 210 199
Tabel 3.7 Tabel pengujian beban lampu pijar tanpa rangkaian kontrol Beban Lampu Pijar (W)
Frekuensi tanpa rangkaian kontrol (hz)
Beban Komplemen Lampu Pijar (W)
0
65.0
0
Tegangan output generator (volt) 340
35
62.0
0
310
70
61.5
0
290
85
61.0
0
270
120
58.5
0
250
152
54.5
0
230
170
49.7
0
210
0
199
205
49.5
Berdasarkan Tabel 3.6, dengan rangkaian kontrol pengurangan beban komplemen adalah sebesar penambahan beban utama. Pada beban lampu pijar lebih besar sama dengan 170 W mengindikasikan bahwa frekuensi mengalami penurunan dan tidak dapat dikontrol oleh sistem. Hal ini juga dapat diketahui pada saat beban lampu pijar = 0 W beban komplemen lampu pijar dengan menggunakan rangkaian kontrol adalah 160 W. Maka beban utama generator tidak lebih dari 160 W agar didapatkan frekuensi yang terkontrol. 4. Kesimpulan Pada proyek akhir ini penelitian dititik beratkan pada implementasi sistem kontrol beban secara elektronik yang diimplementasikan pada mikrokontroller atmel AVR. Setelah melalui tahap–tahap yang telah dijabarkan pada bab sebelumnya dan setelah sistem diujicobakan secara real dapat didapatkan kesimpulan sebagai berikut. 1. Pengontrolan beban secara elektronik pada generator sinkron 1 fasa menghasilkan frekuensi yang stabil yaitu 50 hz, dengan beban total generator (beban konsumen dan beban komplemen) cenderung tetap yaitu 160W ± 5%. 2. Dengan pengujian menggunakan beban resistif (R), resistif induktif (RL), dan resistif induktif pararel kapasitor (RL pararel C), konsumsi beban adalah kurang dari 160W agar didapatkan frekuensi yang terkontrol. 3. Pada rangkaian kontrol harus menggunakan AVR sebagai regulator tegangan output generator.
4. Pada implementasi pada pembangkit mikrohidro dengan kondisi putaran generator yang cenderung tidak stabil, sistem pengontrolan beban secara elektronik ini tidak dapat bekerja dengan baik. 5.2 Saran Pada penyelesaian proyek akhir ini tentu tidak lepas dari berbagai macam kekurangan dan kelemahan, baik itu pada sistem maupun pada peralatan yang telah dibuat. Untuk memperbaiki kekurangan-kekurangan tersebut, maka perlu melakukan hal - hal sebagai berikut : 1. Sebaiknya pada sensor frekuensi dengan menggunakan IC LM 2917 digunakan kombinasi rangkaian yang dapat meredam ripple. 2. Untuk mengantisipasi pembacaan ADC yang tidak stabil, atau mengalami perubahan yang cepat sebaiknya penggunaan delay pada program saat input ADC perlu diperhatikan. 3. Mengambil lebih banyak sampling saat pengujian alat agar output agar didapatkan data yang lebih valid / presisi. 4. Mencari literatur tentang penggunaan mikrokontroler secara luas untuk menunjang teknik pemrograman lebih lanjut. DAFTAR PUSTAKA [1] Heri Andrianto, 2008, Pemrograman Mikrokontroler AVR ATmega16, INFORMATIKA: Bandung. [2] Datasheet of ATMega16. Atmel Corporation. [3] Datasheet of DAC 0808. National Semiconductor Corporation. [4] Mokhammad Sholihul Hadi, 2003-2008, Mengenal Mikrokontroller ATMega16, Ilmu Komputer.Com. [5] Amat Roni, 2007, Rancang Bangun Semikonverter Tiga Fasa Terkontrol Berbasis Mikrokontroller yang Dilengkapi Filter Pasif untuk Menghasilkan Harmonisa Rendah (Perangkat Lunak), Proyek akhir PENS-ITS. [6] Putra Adhi Sumaryanto, 2005, Rancang Bangun Alat Penguji Karakteristik Pengaman Arus Lebih Berkapasitas Mencapai 100 A (Perangkat Lunak), Proyek akhir PENS-ITS.
