SISTEM DETEKSI PERBEDAAN FASA TEGANGAN DAN ARUS DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli Madya
NINING SRI RAHAYU :
112408019
PROGRAM STUDI D-III FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN
Universitas Sumatera Utara
2014
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak iv Daftar isi BAB 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang masalah 1 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Tujuan Penulisan 1.4 Batas Masalah 1.5 Sistematika Penulisan BAB 2. TINJAUAN TEORITIS 2.1 Mikrokontroler Atmega8535 2.1.1 Kontruksi Atmega8535 2.2.2 Pin-Pin pada Mikrokontroler Atmega8535 2.2 Faktor Daya 2.2.1 Faktor Daya Terbelakang (Langging) 2.2.2 Faktor Daya Mendahului (Leading) 2.2.3 Faktor Daya Unity 2.3 Bahasa Pemograman C 2.3.1 Aplikasih Bahasa C++ 2.3.2 Kelebihan dari Bahasa C++ 2.3.3 Kekurangan dari Bahasa C++ 2.3.4 Struktur Bahasa C++ 2.3.5 Pengenal 2.3.6 Tipe Data 2.3.7 Konstanta dan Variabel 2.4 Sensor Arus 2.5 Sensor teganga 21 2.6 Detektor Fasa 2.7 Display LCD 2.8 Komponen Pendukung 2.8.1 Resistor 2.8.2 Kapasitor 2.8.2.1 Fungsi Kapasitor 2.9 IC 339 BAB 3. RANCANGAN SISTEM 3.1. Diangram blok rangkaian
i ii iii v
2 3 3 3 5 6 9 12 13 13 14 14 16 16 16 16 17 18 18 19 22 23 25 25 27 27 31 33
3.2. Perancangan Sensor Arus
33
3.3 Perancangan Sensor Tegangan 3.4 Perancangan Detektor Fasa
34 35
Universitas Sumatera Utara
3.5 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 3.6 Perancangan Display LCD 3.7 Flow Chatt 3.8 Langkah / Prosedur Perancangan 3.9 Perancangan program kendali alat ukur factor daya digital berbasis Mikrokontroler dengan menggunakan sensor arus dan tegangan. 3.9.1 Langkah-langkah pembuatan program. BAB 4. PENGUJIAN ALAT 4.1 Pengujian Program 4.2 Pengujian IC Mikrokontroler 4.3 Pengujian Display LCD 4.4 Pengukuran Grafik Keluaran Sensor-Sensor dan Rangkaian 56 Detektor Fasa 4.4.1 Grafik Keluaran Sensor Tegangan 4.4.2 Grafik Keluaran Sensor Arus 4.4.3 Grafik Keluaran Rangkaian Komparator Untuk Tegangan 4.4.4 Grafik Keluaran Rangkaian Komparator Untuk Arus 4.4.5 Grafik Keluaran Detector Pasa 4.4.6 Grafik Keluaran Selisi Fasa arus dan Tegangan 4.4.7 Grafik Selisih Fasa Arus dan Tegangan Keluaran Komparator 4.4.8 Grafik Keluaran Komparator untuk Tegangan 4.5. Analisa Hasil Pengukuran BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA
36 37 39 40 41 41
51 53 55
56 56 57 57 58 58 58 59 60 61 62
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Fungsi khusus port B Tabel 2.2 Fungsi khusus port C Tabel 2.3 Fungsi khusus port D Tabel 2.4 Tipe data Tabel 2.5 Keterangan gambar sensor arus ATMEGA 8535 Tabel 2.6 Kode warna resistor Tabel 4.2 Pengukuran pin IC mikrokontroler ATMEGA 8535 Tabel 4.3 Pengukuran pin IC LCD 55 Tabel 4.4 Daftar hasil pengujian catu daya 56 Tabel 4.5 Hasil pengukuran cos φ keluaran display LCD
Halaman 10 11 11 18 19 27 53 57
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Konfigurasi pin ATmega8535 (Data Sheet AVR) 9 Gambar 2.2 Faktor daya lagging 13 Gambar 2.3 Faktor daya leading 14 Gambar 2.4 Faktor daya unity 14 Gambar 2.5 Sensor arus 19 Gambar 2.6 Diagram blok IC ACS712 20 Gambar 2.7 Sensor tegangan dan pengkondisi sinyal 21 Gambar 2.8 Bentuk fisik LCD 16X2 24 Gambar 2.9 Konfigurasi pin LCD 24 Gambar 2.10 Resistor karbon 26 Gambar 2.11 IC Comparator LM 339 31 Gambar 2.12 Pin out LM 339 32 Gambar3.1 Rangkaian sensor arus 33 Gambar3.2 Rangkaian sensor tegangan 34 Gambar3.3 Rangkaian detector fasa 35 Gambar3.4 Rangkaian mikrokontroler ATmega 8535 37 Gambar3.5 Rangkaian display LCD 38 Gambar3.6 Flow chatt alat ukur factor daya 39 Gambar3.7 Tampilan awal code visio AVR 41 Gambar3.8 Tampilan Create new file windows 41 Gambar3.9 Tampilan confirm window 42 Gambar 3.10 Tampilan SPI setting window 42 Gambar 3.11 Tampilan saving window 43 Gambar 3.12 Tampilan programmer setting window 43 Gambar 3.13 Tampilan programmer setting 44 Gambar 3.14 Tampilan configure project 44 Gambar 3.15 Tampilan cara kompilasi 45 Gambar 3.16 Tampilan dialog kompilasi 45 Gambar 3.17 Tampilan progress bar unduh ke mikrokontroler ATmega8535 46 Gambar 4.1 Grafik keluaran sensor tegangan 56 Gambar 4.2 Grafik keluaran sensor arus 56 Gambar 4.3 Grafik keluaran rangkaian komparator untuk tegangan 57 Gambar 4.4 Grafik keluaran rangkaian komparator untuk arus 57 Gambar 4.5 Grafik keluaran detector pulsa 58 Gambar 4.6 Grafik keluarn selisi fasa arus dan tegangan 58 Gambar 4.7 Grafik selisih fasa arus dan tegangan keluaran komparator 59 Gambar 4.8 Grafik keluaran komparator untuk tegangan 59
Universitas Sumatera Utara
PERSETUJUAN Judul
: SISTEM DETEKSI PERBEDAAN FASA TEGANAN DAN ARUS DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
Kategori
: TUGAS AKHIR
Nama
: NINING SRI RAHAYU
No. Induk Mahasiswa : 112408019 Program Studi
: D3 FISIKA
Departemen
: FISIKA
Fakultas
: MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, 27 Juni 2014
Disetujui Oleh: Program Studi D3 Fisika Ketua,
Pembimbing,
(Dr. Susilawati, M.Si)
(Drs. Marhaposan Situmorang,Ph.D)
NIP.197412072000122001
NIP.
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN
SISTEM DETEKSI PERBEDAAN FASA TEGANAN DAN ARUS DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535 TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas proyek ini adalah hasil karya sendiri.Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2014
NINING SRI RAHAYU 112408019
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK Pada tugas akhir ini penulis membahas masalah yang berjudul “SISTEM DETEKSI PERBEDAAN FASA TEGANAN DAN ARUS DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535”. Pada alat ini akan digunakan sebuah mikrokontroler AT8535, sensor arus, sensor tegangan dan detector fasa. Mikrokontroler AT8535 sebagai otak dari sistem yaitu memproses sinyal selisi tegangan dan arus sekaligus mengkalibrasi kenilai sebenarnya dan menampilkannya pada sebuah display LCD.Sensor arus mendeteksi besar arus sekaligus fasa tersebut.Dan sensor tegangan untuk memberikan besaran tegangan dan fasa.
Universitas Sumatera Utara
PENGHARGAAN
Puji dan Syukur penulis sampaikan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas berkat kasih dan karunia-Nya, Sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dalam waktu yang telah ditetapkan.
Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada Bapak Drs. Marhaposan Situmorang,Ph.Dselaku dosen pembimbing pada penyelesaian Tugas Akhir ini, yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan tugas akhir ini. Terimakasih kepada Ibu Dr. Susilawati, M.Si dan bapak Dr. Perdinan Sinuaji,M.Si selaku Ketua Jurusan program studi D3 Fisika dan Sekretaris Jurusan program studi D3 Fisika FMIPA-USU Medan, Dekan Dan Pembantu Dekan FMIPA-USU, seluruh Staff dan Dosen Fisika FMIPA USU.
Akhirnya tidak terlupakan kepada kedua orang tua saya atas doa dan kasih sayang serta bantuan yang berupa materi maupun nonmateri yang telah diberikan kepada penulis selama ini, serta buat teman spesial saya Muhammad Armen Syam yang tidak bosan-bosannyaselama ini selalu memberikan bantuan dan dorongan kepada penulis. Serta rekan – rekan mahasiswa/I D3 Fisika yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Universitas Sumatera Utara
