Pembangkit Pulsa Clock

of 383/383
Pembangkit Pulsa Clock Ditulis oleh Shato pada 27 October 2009 Tidak ada komentar Item ini ditulis di dalam Electronics Bagikan ShareThis Flip-flop dan pencacah selalu membutuhkan pulsa clock untuk memicunya. Pulsa clock ini bisa dibangkitkan oleh manusia dengan menekan suatu sakelar tekan (push button switch), bisa juga bersumber dari suatu osilator yang membangkitkan deretan pulsa dengan frekuensi tertentu. Syarat yang harus dipenuhi oleh pulsa clock ini antara lain ialah : · Memiliki simpangan yang sesuai dengan perangkat logika yang digunakan · Mempunyai frekuensi dalam kisaran sesuai dengan perangkat logika yang digunakan · Bebas kerut Agar sesuai dengan perangkat logika yang digunakan maka simpangan tegangan dari pulsa clock harus sesuai dengan kisar tegangan masukan yang dibutuhkan oleh perangkat logika yang digunakan. Sebagai contoh, TTL membutuhkan pulsa clock yang berkisar dari 0 hingga +5 Volt. Pada CMOS kisar tegangan ini harus sesuai dengan tegangan catu yang digunakan. Jika tegangan catu yang digunakan adalah 15 Volt, maka pulsa clock harus berkisar dari 0 hingga +15 Volt. Jika pulsa clock yang dibangkitkan oleh osilator, maka frekuensi dari clock ini harus berada dalam kisaran frekuensi yang mampu diikuti oleh perangkat logika yang digunakan. Sebagai contoh, pada TTL standard, frekuensi clock harus < 20 MHz karena perangkat TTL standard mempunyai kecepatan switching maksimum 20 MHz.
  • date post

    18-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    4.416
  • download

    8

Embed Size (px)

Transcript of Pembangkit Pulsa Clock

Pembangkit Pulsa ClockDitulis oleh Shato pada 27 October 2009 Tidak ada komentar Item ini ditulis di dalam Electronics Bagikan ShareThisFlip-flop dan pencacah selalu membutuhkan pulsa clock untuk memicunya. Pulsa clock ini bisa dibangkitkan oleh manusia dengan menekan suatu sakelar tekan (push button switch), bisa juga bersumber dari suatu osilator yang membangkitkan deretan pulsa dengan frekuensi tertentu. Syarat yang harus dipenuhi oleh pulsa clock ini antara lain ialah :

Memiliki simpangan yang sesuai dengan perangkat logika yang digunakan Mempunyai frekuensi dalam kisaran sesuai dengan perangkat logika yang digunakan Bebas kerut Agar sesuai dengan perangkat logika yang digunakan maka simpangan tegangan dari pulsa clock harus sesuai dengan kisar tegangan masukan yang dibutuhkan oleh perangkat logika yang digunakan. Sebagai contoh, TTL membutuhkan pulsa clock yang berkisar dari 0 hingga +5 Volt. Pada CMOS kisar tegangan ini harus sesuai dengan tegangan catu yang digunakan. Jika tegangan catu yang digunakan adalah 15 Volt, maka pulsa clock harus berkisar dari 0 hingga +15 Volt. Jika pulsa clock yang dibangkitkan oleh osilator, maka frekuensi dari clock ini harus berada dalam kisaran frekuensi yang mampu diikuti oleh perangkat logika yang digunakan. Sebagai contoh, pada TTL standard, frekuensi clock harus < 20 MHz karena perangkat TTL standard mempunyai kecepatan switching maksimum 20 MHz.

Pembangkitan pulsa dengan rangkaian debouncingPada beberapa pemakaian, pulsa ini dibangkitkan dengan menekan sebuah sakelar tekan dimana satu pulsa dibangkitkan setiap kali tombol ditekan. Sakelar yang digunakan umumnya adalah sakelar mekanis yang terdiri dari satu pasang atau lebih kontak diam dan kontak gerak. Pada saat sakelar ditekan, kontak gerak akan bergerak dan terhubung dengan kontak diam. Pada saat menyentuh kontak diam, kontak gerak ini akan dipantulkan beberapa kali sebelum akhirnya diam. Hal ini disebabkan oleh sifat elastis dari kedua kontak tersebut. Keadaan ini adalah sama dengan sebuah bola yang dibanting ke tanah, dimana bola tersebut akan memantul beberapa kali sebelum akhirnya diam. Pantulan ini dikenal sebagai bouncing dan meninbulkan masalah pada pembangkitan pulsa clock. Akibat bouncing maka untuk satu kali penekanan sakelar akan dibangkitkan beberapa pulsa clock. Kondisi ini diperlihatkan pada Gambar 8.1.

Gambar Rangkaian pembengkit clock dan tegangan keluarannya Jika sakelar pada Gambar 8.1a tidak ditekan maka inverter akan mendapat masukan logika tinggi sehingga keluarannya (VO) akan rendah. Jika sakelar ditekan maka masukan inverter akan rendah sehingga keluarannya akan tinggi. Tetapi jika kontak gerak dipantulkan maka hubungannya dengan kontak diam akan terputus sesaat untuk kemudian tersambung lagi. Akibatnya keluaran inverter akan rendah sesaat dan kemudian tinggi kembali. Hal ini akan terulang beberapa kali sampai proses pemantulan ini berakhir. Akibat pemantulan ini maka bentuk tegangan keluaran adalah seperti yang diperlihatkan pada Gambar 8.1b. Hal ini tentu saja tidak diinginkan karena jika digunakan pada pencacah, satu kali penekanan tombol akan mengakibatkan cacahan naik lebih dari satu. Untuk mengatasi hal ini dapat digunakan rangkaian debouncing. Rangkaian ini akan mengeliminasi bouncing dengan memanfaatkan sifat flip-flop yang akan mempertahankan suatu keadaan sebelum mendapat perintah untuk berubah ke keadaan lain melalui masukan yang sesuai. Sebagai contoh, suatu flip-flop akan set dan seterusnya set sebelum mendapat pulsa pada masukan reset-nya. Demikian pula sebaliknya. Rangkaian debouncing ini diperlihatkan pada Gambar 8.2.

Gambar Rangkaian pembangkit pulsa clock dengan debouncing Pada rangkaian ini digunakan sebuah sakelar satu kutub dua kedudukan dan dua gerbang NAND jenis TTL yang membentuk sebuah flip-flop. Karena gerbang adalah TTL maka masukan yang terbuka akan berlogika tinggi. Dalam hal ini jika sakelar tidak ditekan maka kontak gerak selalu terhubung ke kontak-A sehingga kontak ini selalu berlogika rendah dan kontak-B yang terbuka selalu berlogika tinggi. Akibatnya flip-flop selalu akan di-reset. Jika sakelar ditekan maka kontak gerak akan beralih dari kontak-A ke kontak-B, sehingga flip-flop akan set dan keluaran Q akan tinggi. Jika kontak gerak dipantulkan beberapa

kali oleh kontak-B maka flip-flop akan mendapat pulsa SET sebanyak pantulan ini. Tetapi hal ini tidak berakibat apa-apa karena flip-flop yang sedang set akan tetap set jika diberi pulsa SET. Jika sakelar dilepas maka kontak diam akan kembali terhubung dengan kontak-A. Pada sentuhan pertama dari kedua kontak ini flip-flop akan di-reset. Jika terjadi pantulan maka flip-flop akan menerima pulsa RESET berulang-ulang namun flipflop akan tetap dalam keadaan reset karena pemberian pulsa RESET pada flip-flop yang sedang reset tidak akan mempengaruhi keadaan flip-flop. Bentuk pulsa masukan dan keluaran dari rangkaian ini adalah seperti yang diperlihatkan pada Gambar 8.3.

Gambar 8.3 Bentuk pulsa masukan dan keluaran rangkaian debouncing

Pembangkitan pulsa dengan MMVPada pembangkitan pulsa yang dibahas sebelumnya, panjang pulsa yang dihasilkan adalah sama dengan lamanya penekanan sakelar. Jika sakelar ditekan untuk waktu singkat maka pulsa yang dihasilkan juga akan singkat. Jika sakelar ditekan untuk waktu yang terlalu singkat maka ada kemungkinan bahwa lebar pulsa yang dihasilkan tidak cukup untuk memicu rangkaian yang harus dipicu. Untuk mengatasi masalah ini harus digunakan suatu rangkaian MMV (monostable multi vibrator). Rangkaian MMV ini aka membangkitkan satu pulsa setiap kali dipicu dimana lebar pulsa adalah tetap dan tidak tergantung pada lamanya penekanan sakelar. Beberapa keluarga logika menyediakan piranti yang khusus dirancang untuk keperluan ini. Salah satu contohnya ialah SN74121 dari keluarga TTL yang diperlihatkan pada Gambar 8.4.

Gambar Rangkaian SN74121 Pada IC ini disediakan tiga masukan untuk pemicuan, yaitu A1, A2 dan B. Persamaan untuk pemicuan ini adalah :

Jadi untuk memicu MMV ini A1 atau A2 atau keduanya harus rendah dan B harus tinggi. Jika sumber pemicuan adalah tinggi maka sumber dapat dihubungkan B sementara A1 atau A2 atau keduanya dibuat rendah. Sealiknya jika sumber pemicuan rendah maka sumber dapat dihubungkan ke A1 atau A2 ata keduanya sementara B dibuat tinggi. Lebar pulsa yang dihasilkan ditentukan oleh nilai tahanan dan kapasitor eksternal ( RX dan CX) dan dapat dinyatakan sebagai : tW = 0,69 RX CX Selain dari SN74121 dari keluarga TTL, IC jenis LM555 juga dapat digunakan sebagai MMV untuk membangkitkan pulsa. IC ini pada awalnya dirancang untuk digunakan sebagai pewaktu tetapi belakangan ternyata bahwa IC ini memiliki banyak sekali kegunaan lain sehingga dapat dianggap sebagai IC serbaguna. Contoh rangkaian penggunaan IC ini dapat dilihat pada Gambar 8.5. Lebar pulsa yang dihasilkan ialah : tW = 0,693 RX CX IC ini mempunyai banyak kelebihan, antara ialah kisar catu dayanya yang lebar, yaitu dari 5 sampai 15 Volt sehingga dapat digunakan pada rangkaian TTL atau CMOS. Kelebihan lain ialah keluarannya yang dapat mengeluarkan atau menarik arus sampai 200 mA.

Gambar Rangkaian LM555 Rangkaian MMV dapat juga dibangun dengan menggunakan gerbang logika standard seperti NAND atau NOR. Contoh rangkaian dengan menggunakan gerbang NAND dapat dilihat pada Gambar 8.6.

Gambar Rangkaian MMV dengan gerbang NAND Gerbang-gerbang yang digunakan disini adalah jenis CMOS untuk mendapatkan impedansi masukan yang besar. Ini perlu agar arus pengisian dan pengosongan dari kapasitor C hanya ditentukan oleh tegangan keluaran gerbang dan tahanan R. Pada saat tidak menerima trigger, keluaran N2 selalu tinggi karena kedua masukannya dibumikan oleh tahanan R sehingga berlogika rendah. Karena keluaran ini diumpanbalikkan ke N1 dan masukan kedua diberi logika tinggi oleh tahanan R1 maka keluaran N1 akan rendah. Begitu masukan trigger rendah maka masukan-2 dari N1 akan rendah selama t1 sehingga keluaran N1 akan naik. Lamanya t1 ini rendah ditentukan oleh nilai R1 dan C1. Kenaikan keluaran N1 akan membuat kedua masukan N2 tinggi selama t2 sehingga keluarannya menjadi rendah. Lamanya t2 ditentukan oleh nilai RX dan CX. Rendahnya keluaran N2 ini akan membuat masukan-1 dari N1 rendah sehingga keluarannya tetap tinggi walaupun masukan-2 telah tinggi kembali. Dengan demikian maka lebar pulsa yang dihasilkan tidak tergantung pada R1 dan C1, tetapi hanya ditentukan oleh RX dan CX. Lebarnya pulsa ini adalah sekitar : tW ? 0,7 RX CX

Rangkaian ini dapat juga diimplementasikan dengan menggunakan gerbang NOR seperti yang diperlihatkan pada Gambar

Gambar Rangkaian MMV dengan gerbang NOR Prinsip kerja rangkaian ini sama dengan rangkaian pada Gambar 8.6. Perbedaannya ialah pada rangkaian ini dibutuhkan pulsa trigger positip dan pulsa keluaran yang dihasilkan adalah pulsa positip. Lebar pulsa yang dihasilkan adalah : tW ? 0,7 RX CX Neraca Pegas Neraca pegas adalah neraca yang menggunakan perubahan panjang pegas sebagai indikatornya. Neraca pegas memiliki jenis dan bentuk yang berbeda-beda, begitu juga dengan tingkat ketelitiannya. Pada neraca pegas, kita harus menggantungkan benda yang akan kita ukur massanya pada pengait. Kemudian berdasarkan perubahan panjang yang terjadi akibat adanya beban pada pegas, skala tersebut akan berubah menunjukkan massa dari benda itu dengan memperhitungkan besar koefisien pegas dan percepatan gravitasi bumi. Neraca pegas dilengkapi dengan dua jenis skla, yaitu skala satuan besaran massa [kilogram] dan skla satuan besaran gaya [newton]. hal ini berart, neraca pegas dapat dipakai untuk mengukur massa dan berat benda. cara menggunakan neraca pegas Benda yang akan diukur massanya, digantung pada pengait neraca. skala yang di tunjukan oleh penunjuk neraca, sama dangan nilai massa benda yang diukur. skala satuan besaran massa yang di tunjukan oleh penunjuk neraca adalah lima.berarti

massa benda tersebut adalah lima kg.

ThE bEauTy Of eLeCtRiCalSelama masih ada cinta dan harapan manusia akan tetap hidup dalam kedamaian dan cita yang asa, tanpa teknologi dunia tak berarti apa-apa, tanpa elektro maka teknologi kehilangan nyawa, bersama membangun bangsa dengan KEINDAHAN DUNIA ELEKTRONIKA (the beauty of electrical)

Sabtu, 27 Oktober 2007RANCANG BANGUN SISTEM ENKRIPSI SEBAGAI SECURITY KOMUNIKASI HANDIE-TALKIE (HT)RANCANG BANGUN SISTEM ENKRIPSI SEBAGAI SECURITY KOMUNIKASI HANDIE-TALKIE (HT) MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER AVR SERI ATMEGA8535 Oleh Yunita Susanty

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Keamanan merupakan salah satu aspek yang penting dalam sebuah sistem informasi. Banyak orang menyiasati bagaimana cara mengamankan informasi yang dikomunikasikan atau menyiasati bagaimana cara mendeteksi keaslian dari informasi yang diterimanya. Kriptogarifi adalah ilmu yang mempelajari bagaimana menjaga keamanan suatu pesan (plaintext). Tugas utama kriptografi adalah untuk menjaga agar baik pesan atau kunci ataupun keduanya tetap terjaga kerahasiaannya dari penyadap (attacker). Penyadap pesan diasumsikan mempunyai akses yang lengkap dalam saluran komunikasi antara pengirim pesan dan penerima pesan. Penyadapan sering terjadi pada komunikasi melalui saluran internet maupun saluran telepon. penyadapan Dengan adanya kondisi tersebut, maka diperlukan suatu sistem yang security melalui sistem enkripsi khususnya pada perangkat telekomunikasi seperti HT (Handie-Talkie) yang tidak mengggunakan pulsa dalam kelangsungan berkomunikasi. HT merupakan perangkat komunikasi yang relatif murah karena menggunakan gelombang radio. Dengan demikian, sistem enkripsi dan deskripsi pada HT akan memberikan safety (keamanan) yang cukup terjamin sehingga informasi yang disampaikan dapat diterima oleh pihak yang diinginkan tanpa diketahui oleh pihak lain dan tanpa adanya gangguan. B. Tujuan Tugas akhir ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan suatu sistem enkripsi sebagai security komunikasi HT yang akan menjamin keamanan informasi yang disampaikan. C. Pokok Permasalahan Mengacu pada permasalahan yang ada maka perumusan perancangan ini ditekankan pada aspek berikut : 1. Merancang dan mengimplementasikan sistem enkripsi sebagai basis security komunikasi HT. 2. Membuat sistem pendeteksi keamanan informasi yang ditransmisikan melalui teknik modulasi FSK untuk membedakan dan mengidentifikasikan frekuensi-frekuensi yang digunakan pada perangkat HT. 3. Mensetting pengkondisi sinyal analog yang dihasilkan oleh sistem pendeteksi (sinyal digital) sehingga informasi yang disampaikan terdengar jelas melalui band frekuensi filter. 4. Membuat sistem security melalui teknik enkripsi dengan menggunakan mikrokontroler AVR seri ATMEGA8535. Sedangkan pengkondisi sinyal informasi (sinyal analog) yang diterima melalui konversi sinyal digital menjadi sinyal analog menggunakan DAC (Digital to Analog Converter). D. Batasan Masalah Dalam tugas akhir ini, perancangan sistem enkripsi sebagai komunikasi HT dibatasi pada hal-hal berikut : 1. Pengamanan dan proteksi informasi atau sistem enkripsi yang diimplementasikan adalah melalui pengkondisi sinyal dan penggunaan frekuensi yang digunakan. 2. Besaran yang dikondisikan dalam sistem enkripsi ini adalah berupa sinyal analog yang

dihasilkan melalui sumber (source) yang diubah menjadi bentuk pulsa-pulsa listrik atau gelombang elektromagnetik. 3. Frekuensi suara manusia yang dikondisikan berada pada range 300 hingga 3400 Hz sedangkan frekuensi yang dihasilkan manusia umumnya 100-7500 Hz. 4. Sistem enkripsi yang diimplementasikan dalam perangkat HT tidak memperhitungkan adanya error detection dan error recovery yang mungkin bisa terjadi. 5. Untuk langkah awal, sistem enkripsi yang digunakan pada HT diupayakan dalam jarak komunikasi yang relatif dekat hingga semaksimal mungkin (sesuai dengan spesifikasi perangkat HT yang digunakan). E. Manfaat Perancangan ini memiliki manfaat-manfaat sebagai berikut : 1. Dapat menjaga keamanan dan keterjaminan informasi yang disampaikan dari sumber (source) ke tujuan (destination) tanpa diketahui oleh pihak-pihak yang tidak diharapkan melalui perangkat sederhana HT. 2. Dapat mengembangkan penerapan teknologi khususnya teknologi berbasis security melalui sistem enkripsi pada perangkat HT. 3. II. Hipotesis Perkiraan awal yang dapat mendukung perancangan sistem enkripsi sebagai security pada komunikasi HT adalah masukan informasi berupa sinyal analog akan difilter melalui lowpass filter yang kemudian disampling dan dikuantisasi dengan menggunakan teknik PCM (Pulse Code Modulation) pada ADC internal yang ada pada mikrokontroler AVR seri ATMega 8535. Agar informasi yang akan dikirimkan tidak dapat disadap oleh orang yang tidak berkepentingan maka sinyal yang telah dikuantisasi tersebut akan di acak menggunakan teknik enkripsi yang telah diprogram pada mikrokontroler AVR seri ATMega 8535. Hasil dari enkripsi ini kemudian akan dimodulasi dengan menggunakan modulasi FSK dan diteruskan ke pemancar FM yang ada pada HT sebagai transmitter. Dengan demikian informasi yang telah di enkripsi tidak dapat diterima oleh receiver lain kecuali receiver yang memiliki sistem deskripsi yang telah disetting pada mikrokontroler yang sama yaitu mikrokontroler AVR seri ATMega8535 serta menggunakan konversi sinyal digital menjadi sinyal analog dan proses demodulasi FSK. III. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini disusun sebagai berikut : I. PENDAHULUAN Memuat latar belakang masalah, tujuan, batasan masalah, rumusan masalah, manfaat, hipotesis dan sistematika penulisan tugas akhir. II. TINJAUAN PUSTAKA Berisi tentang dasar teori yang mendukung perancangan ini. Beberapa dasar teori ini meliputi tentang teori sistem enkripsi dan deskripsi, cryptographic system (cryptosystem), algoritma simetri dan simulasi sistem enkripsi dan deskripsi, model komunikasi, pesawat komunikasi multiarah, mikrokontroler AVR Seri ATMega8535. III. METODE Berisi rancangan dan realisasi sistem enkripsi pada perangkat HT, meliputi alat dan bahan, tahapan perancangan, spesifikasi alat, diagram blok dan cara kerja sistem, desain sistem enkripsi dan deskripsi pada perangkat HT, dan pemancar serta penerima FM

IV. PENGUJIAN DAN ANALISA Merupakan pembahasan dan analisis data yang didapat selama perancangan dilakukan. V. SIMPULAN DAN SARAN Merupakan simpulan dari uraian yang telah disajikan dalam penulisan dan beberapa saran. II. TINJAUAN PUSTAKA A. Teori Sistem Enkripsi dan Deskripsi Kriptografi bertujuan menjaga kerahasiaan informasi yang terkandung dalam data sehingga informasi tersebut tidak dapat diketahui oleh pihak yang tidak sah. Dalam menjaga kerahasiaan data, kriptografi mentransformasikan data jelas (plaintext) ke dalam bentuk data sandi (ciphertext) yang tidak dapat dikenali. Ciphertext inilah yang kemudian dikirimkan oleh pengirim (sender) kepada penerima (receiver). Setelah sampai di penerima, ciphertext tersebut ditranformasikan kembali ke dalam bentuk plaintext agar dapat dikenali. Proses tranformasi dari plaintext menjadi ciphertext disebut proses Encipherment atau enkripsi (encryption), sedangkan proses mentransformasikan kembali ciphertext menjadi plaintext disebut proses dekripsi (decryption).Untuk mengenkripsi dan mendekripsi data, kriptografi menggunakan suatu algoritma (cipher) dan kunci (key). Cipher adalah fungsi matematika yang digunakan untuk mengenkripsi dan mendekripsi. Sedangkan kunci merupakan sederetan bit yang diperlukan untuk mengenkripsi dan mendekripsi data. Secara sederhana istilah-istilah di atas dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 1. Proses Enkripsi/Dekripsi Sederhana [3] D. Algoritma Simetri dan Simulasi Sistem Enkripsi dan Deskripsi Berikut ini adalah salah satu bentuk algoritma sistem enkripsi dan deskripsi yang akan digunakan pada HT : 1. Kriptografi Caesar (Chesar Cipper) Kriptografi Caesar merupakan salah satu kriptografi yang paling tua dan paling sederhana. Menurut sejarah, ini adalah cara Julius Caesar mengirimkan surat cinta kepada kekasihnya Cleopatra. Dalam kriptografi Caesar, maka setiap huruf akan dituliskan dalam huruf lain hasil pergeseran 3 buah huruf. Kriptografi Caesar ini adalah kriptografi substitusi karena setiap huruf akan digantikan huruf lain.[8] Sebagai contoh, huruf A akan digeser 3 huruf menjadi huruf D, B akan digeser 3 huruf menjadi E, J akan digeser menjadi M, O akan menjadi R dan seterusnya. Pergeseran ini juga berputar kembali ke awal abjad sehingga sesudah huruf Z diikuti kembali oleh huruf A. Kriptografi Caesar ini dikenal sebagai monoalphabetic substitution cipher karena satu huruf tertentu pasti akan berubah menjadi huruf tertentu yang lain. Tabel 1. Tabel pergeseran huruf pada kriptografi Caesar [8] Rumus kriptografi secara umum dapat dituliskan sebagai berikut:

C = E (P ) = (P+k ) mod 26 P = D (C ) = (C- k) mod 26 di mana P adalah plaintext, C adalah ciphertext, k adalah pergeseran huruf sesuai dengan kunci yang dikehendaki. 2. Kriptografi Vigenere Pada kriptografi Caesar pergeseran akan sama pada seluruh pesan. Jika kunci yang digunakan adalah huruf E, maka setiap huruf pada pesan akan bergeser 4 huruf. Begitu juga bila digunakan kunci-kunci lainnya. Pada kriptografi Vigenere, plaintext akan dienkripsi dengan pergeseran huruf seperti pada kriptografi Caesar tetapi setiap huruf di dalam plaintext akan mengalami pergeseran yang berbeda. [8] Pergeseran setiap huruf pada plaintext ditentukan oleh huruf pada posisi yang sama (lihat tabel 2). Dan pergeseran ini ditentukan oleh tabel yang sama dengan tabel pada kriptografi Caesar. Kunci pada kriptografi Vigenere adalah sebuah kata bukan sebuah huruf. Kata kunci ini akan dibuat berulang sepanjang plaintext, sehingga jumlah huruf pada kunci akan sama dengan jumlah huruf pada plaintext. Pergeseran setiap huruf pada plaintext akan ditentukan oleh huruf pada kunci yang mempunyai posisi yang sama dengan huruf pada plaintext. Kriptografi Vigenere ini dikenal sebagai polyalphabetic substitution cipher, karena enkripsi terhadap satu huruf yang sama bisa menghasilkan huruf yang berbeda. Sebagai contoh, jika plaintext adalah INI PESAN RAHASIA, maka jika kita gunakan kunci kata BESOK, maka kunci ini akan diulang sama panjang dengan plaintext. Setiap huruf pada kata BESOK mempunyai pergeseran yang berbeda, sehingga setiap huruf akan mengalami pergeseran yang berbeda. Huruf yang sama bisa menghasilkan cipher yang berbeda. Tabel 3. Contoh kriptografi Vigenere [8] Penggunaan lebih dari satu huruf dalam suatu enkripsi ini yang membuat kriptografi Vigenere disebut polyalphabetic cipher. Keuntungan dari kriptografi polyalphabetic cipher adalah sulitnya melakukan analisa frekwensi (frequency analysis) terhadap munculnya suatu huruf dalam ciphertext. Analisa frekuensi adalah suatu cara untuk melakukan cryptanalysis terhadap suatu ciphertext dengan menghitung berapa sering suatu huruf muncul pada ciphertext tersebut dengan memperbandingkan dengan berapa sering suatu huruf muncul dalam pesan atau tulisan normal. 3. Kriptografi Autokey Kriptografi Autokey adalah pengembangan dari kriprografi Caesar dan Vigenere. Cara melakukan enkripsi sama dengan kedua kriptografi sebelumnya. Pada kriptografi Autokey juga digunakan sebuah kata sebagai kunci. Kunci ini kemudian diikuti dengan plaintext sehingga membentuk huruf-huruf yang sama panjang dengan plaintext. Urutan huruf-huruf ini yang akan digunakan sebagai kunci pada saat enkripsi. Contoh, jika plaintext adalah INI PESAN RAHASIA, maka jika kita gunakan kunci kata BESOK, maka kata BESOK akan disisipkan di depan plaintext INI PESAN RAHASIA. Kemudian enkripsi dilakukan sama dengan enkripsi Caesar dan Vigenere. Tabel 7. Contoh Kriptografi Autokey [8] D. Pesawat Komunikasi Multiarah [10]

Pesawat komunikasi multiarah merupakan pesawat yang bisa digunakan untuk memancarkan dan juga bisa untuk menerima sinyal-sinyal elektromagnetik pada jalur komunikasi tertentu. Pesawat ini sering disebut peawat transceiver yang berasal dari kata transmitter (memancar) dan receiver (menerima). Jadi, alat ini dapat digunakan untuk pembicaraan secara langsung. Bentuk yang paling sederhana dari pesawat transceiver ini adalah walky talky yang secara sederhana hanya mampu untuk berkomunikasi kurang lebih 1 kilometer saja. Bentuk lainnya yang lebih menjangkau adalah pesawat HT (Handi-Talkie), CB (Citizen Band), 80 meter band, 11 meter band, dan sebagainya. Semua itu adalah bentuk pesawat transceiver yang sempurna. Sedang pada pesawat Walky Talky bukanlah pesawat komunikasi yang memadai karena hanya menggunakan penguat tunggal pada sistem modulatornya sehingga sifatnya hanya untuk permainan saja. Selain bentuk-bentuk pesawat tersebut, sekarang ini orang lebih tertarik dengan pesawat transceiver jalur FM yang dirasa lebih bening dan enak didengarkan, disamping antena yang digunakan juga relatif sederhana. Hanya saja pesawat transceiver jalur FM ini tidak mampu menembus jarak sejauh pesawat transceiver jalur AM. E. Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535 [11] Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Hal ini terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan AT86RFxx. Pada dasarnya, yang membeda-bedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan sama. 1. Arsitektur ATMega8535 [11] ATMega8535 memilii abgian struktur bagian sebagai berikut : a. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. b. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran c. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan. d. CPU yang terdiri atas 32 buah register. e. Watchdog Timer dengan osilator internal. f. SRAM sebesar 512 byte. g. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. h. Unit interupsi internal dan eksternal. i. Port antarmuka SPI j. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. k. Antarmuka komparator analog. l. Port USART untuk komunikasi serial. 2. Fitur ATMega8535 [11] Kapabilitas detail dari ATMega8535 adalah sebagai berikut : a. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz. b. Kapabilitas memori flash 8 KB, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable read Only Memory) sebesar 512 byte.

c. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel. d. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. e. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik. III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian Tugas Akhir ini dilakukan di Laboratorium Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Universitas Lampung. Penelitian dimulai dari Agustus 2006 sampai dengan bulan Januari 2007. B. Alat dan Bahan Alat dan Bahan-bahan yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah: 1. Multimeter. 2. Osiloskop. 3. Function generator. 4. Komputer. 5. Downloader. 6. Solder dan peralatan pendukung untuk merealisasikan rangkaian di PCB. 7. Project Board. 8. HT (Handie-Talkie) C. Langkah-langkah Kerja Perancangan dan Realisasi Rangkaian Langkah-langkah kerja yang dilakukan dalam perancangan dan realisasi sistem deskripsi sebagai basis security dan proteksi komunikasi HT (Handie-Talkie) menggunakan mikrokontroler AVR adalah sebagai berikut: 1. Penentuan spesifikasi alat Penentuan spesifikasi alat dimaksudkan agar alat yang dibuat memiliki karakteristik sesuai dengan yang diharapkan. 2. Pembuatan blok diagram Pembuatan blok diagram bertujuan untuk mempermudah realisasi sistem deskripsi sistem deskripsi sebagai basis security dan proteksi komunikasi HT menggunakan mikrokontroler AVR. 3. Implementasi rangkaian sistem deskripsi sistem deskripsi sebagai basis security dan proteksi komunikasi HT menggunakan mikrokontroler AVR. Implementasi rangkaian dilakukan dengan tahapan-tahapan sebagai berikut : a Menentukan komponen yang digunakan. b Merangkai dan uji coba rangkaian dari masing-masing blok diagram. c Membuat program dan melakukan download program ke mikrokontroler AVR. d Menggabungkan rangkaian dari setiap blok diagram di project board. e Melakukan uji coba rangkaian. f Setelah perangkat HT menggunakan sistem deskripsi diuji coba dan dinyatakan berhasil maka rangkaian dirangkai di PCB. 4. Melakukan pengambilan data percobaan Gambar 3.1 Diagram alir langkah kerja realisasi rangkaian. D. Diagram Blok Sistem Enkripsi Handie-Talkie (HT) Pada awalnya telepon ini hanya merupakan gabungan antara telepon biasa dengan

perangkat transciever (transmisi dan receiver/penerima) biasa. Karena itu, sangat mudah disadap oleh telepon lain atau radio scaner sehingga bukan hanya keamanan yang tidak terjamin, bahkan telepon ini bisa digunakan oleh orang yang tidak berhak yang mengetahui frekuensi operasinya. Berikut ini adalah blok diagram perancangan sistem enkripsi dan deskripsi pesawat komunikasi HT yang akan menjamin keamanan informasi yang disampaikan dari sumber ke tujuan. Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem Enkripsi dan Deskripsi Pesawat Komunikasi HT E. Modulator Pengunci Pergeseran Frekuensi (Frequency Shift Keying/ FSK) Untuk mengirimkan bit-bit digital maka diperlukan suatu sistem modulasi digital agar dapat mengkonversi bit-bit tersebut ke dalam bentuk sinyal analog. Modulasi digital yang dipakai ialah sistem FSK. F. Pemancar Modulasi Frekuensi Pemancar FM ini terdiri dari tiga bagian utama. Yaitu osilator, penyangga (buffer) dan penguat daya. 1. Osilator Osilator yang digunakan adalah osilator LC 2. Rangkaian Penyangga (buffer) Penyangga berfungsi untuk menstabilkan frekuensi dan/atau amplitudo osilator akibat dari pembebanan tingkat selanjutnya. Osilator yang dilengkapi dengan penyangga biasanya disebut sebagai exciter. Exciter sebenarnya sudah bisa dipakai sebagai pemancar FM dengan daya relatif kecil. 3. Penguat Daya Sinyal yang diperoleh dari exciter masih relatif kecil. Untuk mendapatkan daya yang lebih besar dibutuhkan penguat daya frekuensi radio. DAFTAR PUTAKA

[1] P.H Smale. 1996. Sistem Telekomunikasi I Edisi Kedua. Terjemahan Ir. Chris Timoteus. Erlangga. Jakarta. [2] http://www.informatika.org/~rinaldi/Kriptografi/2005- 2006/Makalah/Makalah200513.pdf [3] Stallings, William. 2001. Dasar-Dasar Komunikasi Data. PT. Salemba Teknika. Jakarta. [4] Roger L. Freeman. 1996. Telecommunication System Engineering 3rd Edition. John Willey & Sons. Inc. New York.

[5] http://pinguin.stttelkom.ac.id/jurnal/Jurnal-Mix/rancang%20bangun%20 demodulator %20fsk%20u-%20transmisi%20pd%20sal%20telepon /jurnal.pdf [6] http://rendo.no-ip.info/artikel/Sekilas%20Mengenai%20Enkripsi%20 Data.pdf [7] Suhata.S.T. 2003. Aplikasi Mikrokontroler Sebagai Pengendali Peralatan Elektronik. PT. ElekMediaKomputindo. Jakarta. [8] Suhana, Ir. 1984. Buku Pegangan Teknik telekomunikasi. Pradnya Paramita. Jakarta. [9] Thomas L Floyd. 1996. Electronics Fundamental Cicuit, Devaices and Applications 4th Edition. Prentice-Hall, Inc. New Jersey [10] http://www.itee.uq.edu.au/~aupec/aupec00/lin200.pdf#search=%22tutorial %2Bpdf %20%20DAC%200800%22 [11] http://lecturer.eepis-its.edu/~tribudi/Dig_mod_3.pdf [12] http://lecturer.eepis-its.edu/~tribudi/Dig_mod_1.pdf [13] http://budi.paume.itb.ac.id/courses/ec5010/2005/purnomo-report2.pdf www.EducatorsCorner.com Diposkan oleh hermasyah di 00:10 4 komentar

PENINGKATAN PEROLEHAN ENERGI LISTRIK SEL SURYA DENGAN PENGATURAN KEMIRINGAN SUDUT MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER SERI AVRI. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Krisis moneter yang dialami Indonesia dewasa ini secara langsung akan membawa dampak yang semakin nyata terhadap berbagai program pemerintah seperti distribusi penggunaan tenaga listrik ke seluruh wilayah Indonesia dan berbagai pengembangan teknologi lainnya termasuk di dalamnya program riset yang merupakan embrio bagi lahirnya revolusi teknologi. Dengan realita tersebut maka pengembangan listrik tenaga surya yang berbasis kepada efek photovoltaic dari piranti Sel Surya sebagai salah satu sumber tenaga listrik yang murah, bebas polusi, dan alami menjadi suatu pilihan yang tepat. Namun realita yang ada sekarang ini penggunaan Sel Surya sebagai sumber listrik masih sangat minim dan belum bisa diandalkan sebagai suatu sumber tenaga alternatif yang dapat mengganti tenaga listrik (sumber: Artikel Sel Surya Danny Santoso M). Hal ini

disebabkan oleh beberapa faktor seperti : kemampuan Sel Surya yang belum optimal dalam menghasilkan tenaga listrik, proses pembuatan Sel yang memerlukan operasi pembiayaan yang mahal, apalagi jika Sel tersebut masih harus diimpor bagi pembuatan modul Sel Surya, dan lain sebagainya. Teknologi Sel Surya merupakan salah satu jenis teknologi masa depan yang hingga kini para peneliti dari berbagai negara berlombalomba untuk memperoleh piranti Sel Surya yang murah dengan kualitas yang rasional serta dapat dijadikan produk industri yang dapat dipasarkan Energi yang dikeluarkan oleh sinar matahari sebenarnya hanya diterima oleh permukaan bumi sebesar 69 persen dari total energi pancaran matahari. Suplai energi surya dari sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi sangat luar biasa besarnya yaitu mencapai 3 x 1024 joule pertahun, energi ini setara dengan 2 x 1017 Watt. Jumlah energi sebesar itu setara dengan 10.000 kali konsumsi energi di seluruh dunia saat ini. Dengan kata lain, dengan menutup 0,1 persen saja permukaan bumi dengan divais solar sel yang memiliki efisiensi 10 persen sudah mampu untuk menutupi kebutuhan energi di seluruh dunia saat ini (sumber: Artikel Iptek, Brian Yulianto). Perolehan energi listrik yang dihasilkan menggunakan Sel Surya tersebut, belum dapat menjawab kebutuhan akan pasokan energi listrik, dan salah satu penyebabnya adalah pengaturan sudut penerimaan cahaya pada Sel Surya tersebut. Dengan pengaturan secara otomatis dan efektif, maka didapatkan perolehan energi listrik yang optimal dan sesuai kebutuhan si Pemakai. Dengan beberapa faktor tersebut di atas diharapkan juga akan semakin mendorong para peneliti Indonesia di bidang ini untuk lebih memfokuskan kemampuan membuat Sel Surya secara riil yang kompetitif dengan berbagai cara termasuk mencari terobosan baru yang sesuai dengan kondisi di Indonesia. Saat ini salah satu kendala dalam mengendalikan Sel Surya masih secara manual, artinya, pemakai meletakkan Sel Surya pada posisi dengan kemiringan yang menurutnya sesuai dengan hasil yang diharapkan. Untuk itulah diperlukan sebuah pengontrolan gerakan dari wahana Sel Surya, agar dapat diperoleh suatu sudut kemiringan yang sesuai dan optimal dalam perolehan energi. 1.2 Rumusan Masalah Perolehan energi listrik menggunakan Sel Surya salah satunya ditentukan kemiringan sudut penerimaan cahaya langsung dari matahari. Pasokan energi akan lebih optimal jika datangnya sinar matahari tegak lurus dengan wahana Sel Surya. Karena penerimaan cahaya yang langsung tegak lurus dengan matahari, akan meningkatkan jumlah intensitas cahaya yang jatuh pada wahana Sel Surya. Sehingga pada akhirnya akan meningkatkan nilai energi listrik yang dihasilkan oleh Sel Surya tersebut. Wahana Sel Surya dikendalikan oleh sistem aktuator yang akan bergerak sesuai dengan sudut kemiringan yang diinginkan, ketika sensor yang terpasang dikenai sejumlah intnsitas cahaya yang datang, rangkaian pengkondisi sinyal akan memberikan isyarat

masukan bagi mikrokontroler yang kemudian dapat mengatur sistem aktuator pada wahana Sel Surya. Sehingga didapatkan model kemiringan wahana Sel Surya yang tepat tegak lurus dengan sinar matahari. 1.3 Tujuan Tujuan penulisan karya ilmiah ini adalah untuk: 1. Mengatur secara otomatis wahana Sel Surya agar mendapatkan sudut yang optimal dan efektif dalam perolehan energi listrik. 2. Mengukur peningkatan perolehan energi listrik dari Sel Surya yang dikendalikan dengan Mikrokontroler seri AVR. 1.4 Manfaat Manfaat yang akan didapatkan dari penulisan karya ilmiah ini adalah : 1. Sebagai bahan penunjang untuk diaplikasikan pada instrumentasi dalam meningkatkan perolehan energi listrik menggunakan Sel Surya 2. Literatur yang dapat digunakan sebagai bahan penelitian untuk berbagai Sel Surya secara otomatis tanpa harus dioperatori oleh manusia.

II. TELAAH PUSTAKA

2.1 Sejarah Sel Surya Sejarah perkembangan industri Photovoltaic(PV) telah berjalan sekitar 50 tahun, dan telah banyak pula penelitian dilakukan dengan harapan suatu saat dapat menghasilkan sel surya yang murah dan layak berbanding dengan tenaga listrik buatan (hidro atau nuklir) untuk memecahkan problem kebutuhan tenaga listrik yang ramah terhadap lingkungan hidup diseluruh lapisan dunia ini. Pada sekitar akhir abad 19, aliran listrik surya diketemukan oleh ahli fisika Jerman bernama Alexandre Edmond Becquerel secara kebetulan dimana berkas sinar matahari jatuh pada larutan elektro kimia bahan penelitian, sehingga muatan elektron pada larutan meningkat, tidak ada penjelasan ilmiah pada peristiwa tersebut. Baru pada awal abad 20, Albert Einstein menamakan penemuan peristiwa listrik alami ini dengan sebutan Photoelectric Effect, yang kemudian merupakan pengertian dasar pada Photovoltaic Effect (Albert Einstein mendapat Nobel Prize Fisika) Photoelectric Effect didapat dari pengamatan Einstein pada selempeng metal yang melepaskan Photon partikel energi cahaya ketika terkena sinar matahari. Foton-foton terus menerus mendesak atom-atom

metal dan terjadi partikel Energi Foton bersifat gelombang energi cahaya. Gelombang cahaya sinar lembayung (ultraviolet) adalah sinar yang bermuatan energi Foton tinggi dan panjang gelombangnya pendek, sedangkan sinar merah (infra-red) adalah sinar yang bermuatan energi Foton rendah dan dalam bentuk gelombang panjang. Kemudian sekitar tahun 1930, penelitian berlanjut dan berhubungan dengan penemuan konsep Quantum Mechanics untuk menciptakan teknologi baru solid-state, dimana kemudian perusahaan Bell Telephone Research Laboratories menciptakan Sel Surya padat yang pertama. Tahun 1950 - 1960, teknologi disain dan efisiensi Sel Surya terus berlanjut dan di aplikasikan ke pesawat ruang angkasa (photovoltaic energies). Tahun 1970-an, dunia menggalakkan sumber energi alternatif yang terbarukan dan ramah lingkungan, maka PV mulai diaplikasikan ke low power warning systems dan offshore buoys (tetapi produksi PV tidak dapat banyak karena masih handmade). Baru pada tahun 1980 an, perusahaan-perusahaan PV bergabung dengan instansi energi pemerintah agar dapat lebih memproduksi PV sel dalam jumlah besar, sehingga harga per sel-surya dapat lebih ditekan serendah mungkin. 2.2 Spesifikasi Sel Surya 2.2.1 Dasar Sel Surya Sel Surya diproduksi dari bahan semikonduktor yaitu silikon berperan sebagai isolator pada temperatur rendah dan sebagai konduktor bila ada energi dan panas. Sebuah Silikon Sel Surya adalah sebuah diode yang terbentuk dari lapisan atas silikon tipe n (silicon doping3 of phosphorous), dan lapisan bawah silikon tipe p (silicon doping of boron) seperti gambar 1.

Gambar 1. Diagram dari sebuah potongan Sel Surya (PV sel). (Sumber: Solar Electricity, Lorenzo Eduardo. Hal 6) Elektron-elektron bebas terbentuk dari million photon atau benturan atom pada lapisan penghubung (junction= 0.2-0.5 micron4) menyebabkan terjadinya aliran listrik.

2.2.2 Perkembangan Sel Surya Pengembangan Sel Surya semakin banyak menggunakan bahan semikonduktor yang bervariasi dan Silikon yang secara Individu (chip) banyak digunakan diantaranya : a. Mono-crystalline (Si) Dibuat dari silikon kristal tunggal yang didapat dari peleburan silikon dalam bentukan bujur. Sekarang Mono-crystalline dapat dibuat setebal 200 mikron, dengan nilai effisiensi sekitar 24%. b. Polycrystalline/Multi-crystalline (Si) Dibuat dari peleburan silikon dalam tungku keramik, kemudian pendinginan perlahan untuk mendapatkan bahan campuran silikon yang akan timbul diatas lapisan silikon. Sel ini kurang efektif dibanding dengan sel Polycrystalline ( efektivitas 18% ), tetapi biaya lebih murah. c. Gallium Arsenide (GaAs) Sel Surya Galium Arsenide pada unsur periodik III-V berbahan semikonduktor ini sangat efisien dan efektif dalam menghasilkan energi listrik sekitar 25%. Banyaj digunakan pada aplikasi pemakaian Sel Surya. Sel Surya Silikon Terpadu Thin Film a. Amorphous Silikon (a-Si) Banyak dipakai pada jam tangan dan kalkulator, sekarang dikembangkan untuk sistem bangunan terpadu sebagai pengganti tinted glass yang semi-transparan. b. Thin Film Silikon (tf-Si) Dibuat dari thin-crystalline atau polycrystalline pada grade bahan metal yang cukup murah (cladding system). c. Cadmium Telluride (CdTe) Terbentuk dari bahan materi thin film polycrystalline secara deposit, semprot, dan evaporasi tingkat tinggi. Nilai efisiensi 16% d. Copper Indium Diselenide (CulnSe2/CIS) Merupakan bahan dari film tipis polycrystalline. Memiliki nilai efisiensi bahan sebesar 17.7%. 2.2.3 Energi Listrik Sebuah Sel Surya dalam menghasilkan energi listrik (energi sinar matahari menjadi Foton) tidak tergantung pada besaran luas bidang Silikon, dan secara konstan akan menghasilkan energi berkisar 0.5 volt maksimum 600 mV pada 2 amp6, dengan

kekuatan radiasi solar matahari 1000 W/m2 = 1 Sun akan menghasilkan arus listrik (I) sekitar 30 mA/cm2 per sel surya. Pada grafik I-V Curve (gambar 2) yang menggambarkan keadaan sebuah Sel Surya beroperasi secara normal. Sel Surya akan menghasilkan energi maximum jika nilai Vm dan Im juga maximum. Sedangkan Isc adalah arus listrik maximum pada nilai volt = nol; Isc berbanding langsung dengan tersedianya sinar matahari. Voc adalah volt maximum pada nilai arus nol; Voc naik secara logaritma dengan peningkatan sinar matahari, karakter ini yang memungkinkan Sel Surya untuk mengisi accu.

Gambar 2. Grafik I-V Curve. (Sumber: Solar Electricity, Lorenzo Eduardo. Hal 11) Isc = short-circuit current Vsc = open-circuit voltage Vm = voltage maximum power Im = current maximum power Pm = Power maximum-output dari PV array (watt) 2.2.4 Faktor Pengoperasian Sel Surya Faktor dari pengoperasian Sel Surya agar didapatkan nilai yang maksimum sangat tergantung pada : a. Ambient air temperature b. Radiasi matahari c. Kecepatan angin bertiup d. Keadaan atmosfir bumi e. Orientasi panel atau larik PV f. Posisi letak sel surya (larik) terhadap matahari (tilt angle) a. Sebuah Sel Surya dapat beroperasi secara maksimum jika temperatur sel tetap normal (pada 250 Celsius), kenaikan temperatur lebih tinggi dari temperatur normal pada PV sel

akan melemahkan tegangan (Voc). Pada gambar 3, setiap kenaikan temperatur Sel Surya 10 Celsius (dari 250) akan berkurang sekitar 0.4 % pada total tenaga yang dihasilkan atau akan melemah dua kali (2x) lipat untuk kenaikan temperatur Sel per 100C.

Gambar 3. Effect of Cell Temperature on Voltage (V) (Sumber: Solar Electricity, Lorenzo Eduardo. Hal 12) b. Radiasi matahari di bumi dan berbagai lokasi bervariable, dan sangat tergantung keadaan spektrum solar ke bumi. Insolation solar matahari akan banyak berpengaruh pada current (I) sedikit pada tegangan ( lihat gambar 4 ).

Gambar 4. Effect of Insolation Intensity on Current (I) (Sumber: Solar Electricity, Lorenzo Eduardo. Hal 12) c. Kecepatan tiup angin disekitar lokasi larik PV dapat membantu mendinginkan permukaan temperatur kaca-kaca larik PV. d. Keadaan atmosfir bumi berawan, mendung, jenis partikel debu udara, asap, uap air udara (Rh), kabut dan polusi sangat menentukan hasil maximum arus listrik dari deretan PV. e. Orientasi dari rangkaian PV (larik) ke arah matahari secara optimum adalah penting agar panel/deretan PV dapat menghasilkan energi maksimum. Selain arah orientasi, sudut orientasi (tilt angle) dari panel/deretan PV juga sangat mempengaruhi hasil energi maksimum (lihat penjelasan tilt angle). Sebagai guidline: untuk lokasi yang terletak di belahan Utara latitude, maka panel/deretan PV sebaiknya diorientasikan ke Selatan, orientasi ke Timur Barat walaupun juga dapat menghasilkan sejumlah energi dari panel-panel/deretan PV, tetapi tidak akan mendapatkan energi matahari optimum. f. Tilt Angle (sudut orientasi Matahari) Seperti pada gambar 5, mempertahankan sinar matahari jatuh ke sebuah permukaan panel PV secara tegak lurus akan mendapatkan energi maksimum 1000 W/m2 atau 1 kW/m2.

Kalau tidak dapat mempertahankan ketegak lurusan antara sinar matahari dengan bidang PV, maka ekstra luasan bidang panel PV dibutuhkan (bidang panel PV terhadap sun altitude yang berubah setiap jam dalam sehari).

Gambar 5. Ekstra Luasan Panel PV dalam posisi datar. (Sumber: Solar Electricity, Lorenzo Eduardo. Hal 6) Solar Panel PV pada Equator (latitude 0 derajat) yang diletakkan mendatar (tilt angle = 0) akan menghasilkan energi maksimum, sedangkan untuk lokasi dengan latitude berbeda harus dicarikan tilt angle yang optimum. Perusahaan BP Solar telah mengembangkan sebuah software untuk menghitung dan memperkirakan energi optimum dengan letak latitude, longitude, dan optimum tilt angle untuk setiap lokasi diseluruh dunia. 2.2.5 Photovoltaics (PV) Generator Agar dapat memperoleh sejumlah tegangan atau arus listrik yang dikehendaki, maka umumnya masing-masing sel surya dikaitkan satu sama lainnya baik secara hubungan seri ataupun secara pararel untuk membentuk suatu rangkaian PV yang lazim disebut Modul. Sebuah modul PV umumnya terdiri dari 36 sel surya atau 33 sel, dan 72 sel. Beberapa modul pv dihubungkan untuk membentuk satu rangkaian tertentu disebut PV Panel , sedangkan jika berderet-deret modul pv dihubungkan secara baris dan kolom disebut PV Arrayseperti gambar 6.

Gambar 6. Diagram Hubungan Sel Surya, Modul Panel & Array. (Sumber: Solar Electricity, Lorenzo Eduardo. Hal 13) Hubungan sel-sel surya dalam Modul dapat dilakukan secara Seri untuk mendapatkan varian tegangan umumnya 12V, dan secara Pararel untuk mendapatkan varian Arus Listrik (current) seperti gambar 7.

Gambar 7. Diagram Rangkaian Sel Surya (PV sel) dalam Modul (Sumber: Solar Electricity, Lorenzo Eduardo. Hal 13) Hubungan Modul-modul PV pada larik juga dapat dihubungkan secara Seri untuk mendapatkan tegangan yang tinggi, dan dihubungkan secara Paralel untuk mendapatkan energi yang besar. ( lihat gambar 8 )

Gambar 8. Diagram Rangkaian Modul PV dalam Larik. (Sumber: Solar Electricity, Lorenzo Eduardo. Hal 14) Seri 4 modul PV @ 12 volt, 2 Ampere dihubungkan secara seri akan mendapatkan 48 volt, 2 Ampere Paralel 4 modul PV @ 12 volt, 2 Ampere dihubungkan, secara seri akan mendapatkan 12 volt, 8 Ampere.

2.3 Mikrokontroler

Mikrokontroler yang digunakan sebagai pengendali utama sistem aktuator Sel Surya adalah 8 bit mikrokontroler dari keluarga AVR, yaitu ATmega8535. Alasan penggunaan mikrokontroler ini adalah karena harga yang relatif murah, mudah diperoleh, kemudahan dalam pemrograman, dan fitur-fitur menarik yang dimilikinya. Beberapa karakteristik dan fitur yang dimiliki mikrokontroler ATmega8535 antara lain: Resolusi data 8 bit. RISC arsitektur. 8 kByte In System Programmable Flash. 512 Bytes EEPROM. 512 Bytes SRAM internal. 8 channel, 10 bit resolusi ADC. 4 channel PWM. 2 timer/counter 8 bit. 1 timer/counter 16 bit. Osilator internal yang dikalibrasi. Internal dan eksternal sumber interrupt. 6 mode sleep. Karena ATmega8535 memiliki 8 saluran ADC seperti gambar 9, maka untuk keperluan konversi sinyal analog menjadi data digital yang berasal dari sensor cahaya dapat langsung dilakukan prosesor utama. Beberapa karakteristik ADC internal ATmega8535 adalah : Mudah dalam pengoperasian. Resolusi 10 bit. Memiliki 8 masukan analog. Konversi pada saat CPU sleep. Interrupt waktu konversi selesai.

Gambar 9. Gambar Mikrokontroler ATMEGA 8535. 2.4 Foto Transistor Sama halnya dengan dioda foto, maka transistor foto dapat dibuat sebagai sensor cahaya. Teknis yang baik adalah dengan menggabungkan dioda foto dengan transistor foto dalam satu rangkaian. Karakteristik transistor foto yaitu hubungan arus, tegangan dan intensitas foto Kombinasi dioda foto dan transistor dalam satu chip Transistor sebagai penguat arus Linieritas dan respons frekuensi tidak sebaik dioda foto

Gambar 10. Karakteristik Transistor Foto, (a) sampai (d) Rangkaian Uji Transistor Foto.

2.5 Sel Fotovoltaik Efek sel fotovoltaik terjadi akibat lepasnya elektron yang disebabkan adanya cahaya yang mengenai logam. Logam-logam yang tergolong golongan 1 pada sistem periodik unsurunsur seperti Lithium, Natrium, Kalium, dan Cessium sangat mudah melepaskan elektron valensinya. Selain karena reaksi redoks, elektron valensilogam-logam tersebut juga mudah lepas olehadanya cahaya yang mengenai permukaan logam tersebut. Diantara logam-logam diatas Cessium adalah logam yang paling mudah melepaskan elektronnya, sehingga lazim digunakan sebagai foto detektor. Tegangan yang dihasilkan oleh sensor foto voltaik (gambar 11) adalah sebanding dengan frekuensi gelombang cahaya (sesuai konstanta Plank E = h.f). Semakin kearah warna cahaya biru, makin tinggi tegangan yang dihasilkan. Tingginya intensitas listrik akan berpengaruh terhadap arus listrik. Bila foto voltaik diberi beban maka arus listrik dapat

dihasilkan adalah tergantung dari intensitas cahaya yang mengenai permukaan semikonduktor. Gambar 11. Pembangkitan Tegangan pada Foto Volatik Berikut (gambar 12) karakteristik dari foto voltaik berdasarkan hubungan antara intensitas cahaya dengan arus dan tegangan yang dihasilkan.

Gambar 12. (a) & (b) Karakteristik Intensitas vs Arus dan Tegangan dan (c) Rangkaian Penguat Tegangan. 2.6 Sistem Penggerak Motor Pemilihan motor untuk pergerakan wahana adalah sangat penting dalam menentukan unjuk kerja sistem dalam melakukan pergerakan. Motor harus memiliki daya dan torsi yang cukup besar untuk mengatasi berat total wahana. Dalam pembangunan Sel Surya, jenis motor yang digunakan adalah motor servo, alasan penggunaan motor ini dikarenakan penggunaan motor servo tidak memerlukan gearbox serta rangkaian driver, hal ini disebabkan pada motor servo itu sendiri sudah terdapat gearbox dan driver elektronik sehingga motor servo dapat langsung dihubungkan dengan mikrokontroler. Selain itu untuk motor seukurannya motor servo mempunyai daya torsi yang cukup besar sehingga cocok untuk pembuatan sistem manipulasi wahana Sel Surya.

Gambar 13. Motor Servo Penggerak Kaki. Motor servo memiliki tiga kabel terhubung seperti gambar 13, 2 untuk power supply dengan besar tegangan berkisar 5 sampai 7 volt. Kabel ketiga merupakan kabel pengendali yang dapat langsung dihubungkan ke microcontroller. Posisi perputaran motor dapat dikendalikan dengan menggunakan gelombang pulsa yang dikirimkam ke motor servo Untuk mengontrol pergerakan motor digunakan metoda PWM (Pulse Width Modulation). PWM adalah merupakan suatu metoda untuk mengatur pergerakan motor dengan cara mengatur prosentase lebar pulsa high terhadap perioda dari suatu sinyal persegi dalam bentuk tegangan periodik yang diberikan ke motor. Motor servo akan dapat menerima pulsa setiap 20 ms. Panjang dari pulsa akan berpengaruh terhadap perputaran dari motor, sebagai contoh jika panjang pulsa 1,5 ms, akan membuat motor berputar sebanyak 900, jika lebar pulsa lebih besar dari 1.5 ms, motor akan berputar mendekati 1800 sedangkan jika lebih kecil dari 1,5 ms motor akan berputar mendekati 00. Motor servo dapat berputar sebanyak 900 sampai 1800, selain itu ada juga yang dapat berputar 3600 (lihat gambar 14).

Gambar 14. Panjang Pulsa dapat Mempengaruhi Perputaran Motor.

Gambar 15. Rangkaian Servo Controller. Pada gambar 15 mikrokontroler ATmega 8535 diprogram sebagai controlled PWM generator. Didalam mikrokontroler ATmega 8535 akan dilakukan pemrosesan data yang diterima dari prosesor menjadi sinyal persegi yang telah termodulasi lebar pulsanya.

PWM_01, PWM_02, PWM_.., dan PWM_12 adalah jalur keluaran gelombang pulsa, karena arah perputaran motor servo bergantung pada nilai pulsa yang diberikan maka untuk gerakan dari wahana hanya bergantung pada dua belas output pin ini. Karena motor servo sudah mempunyai rangkaian driver maka mikrokontroler ATmega 8535 dapat langsung memberikan arus output maksimal ke motor servo sehingga sinyal PWM yang dihasilkan dapat langsung digunakan untuk mengoperasikan motor agar dapat beroperasi (lihat gambar 16).

Gambar 16. Hubungan antara Motor Servo dengan Pengendali Mikro.

III. METODE PENULISAN

3.1 Ruang Lingkup Penulisan Penulisan karya ilmiah ini membahas mengenai peningkatan perolehan energi listrik dari Sel Surya dengan pengaturan penempatan sudut wahana Sel Surya terhadap titik jatuh sinar matahari. Pengaturan dilakukan dengan menggunakan mikrokontroler seri ATMEGA8535. Mikrokontroler menggerakkan motor servo yang terpasang pada wahana Sel Surya dengan dengan sistem umpan balik dari sensor Foto Transistor yang dipasang dengan sudut kemiringan yang telah ditentukan. Adapun ruang lingkup penulisan karya ilmiah ini yaitu: 1. Pemodelan bagan sistem pengendalian wahana Sel Surya berdasarkan kemiringan sudut. 2. Perancangan sistem secara keseluruhan 3. Pengukuran terhadap sistem pengendalian yang telah dibuat. 3.2 Studi Pustaka Studi pustaka dilakukan dengan membaca beberapa literatur dari buku-buku di perpustakaan dan mengumpulkan sumber bacaan lain dengan memanfaatkan sistem

internet di dalam dan luar lingkungan Universitas Lampung. 3.3 Perancangan, Pemodelan dan Pengukuran 3.3.1 Peralatan Perancangan Untuk keperluan perancangan digunakan seperangkat komponen dengan spesifikasi sebagai berikut: Sel Surya (Photovoltaic) Mikrokontroler ATMEGA 8535 Sensor Phototranistor Motor Servo Rangkaian pengkondisi sinyal Rangka Sel Surya Cermin pembalik cahaya Baterai 3.3.2 Pemodelan

Gambar 17. Model Sistem Pengendalian Sel Surya. Pemodelan dilakukan dengan memodelkan penempatan wahana Sel Surya pada rangka pengendali mikrokontroler yang telah dihubungkan dengan motor servo, sebagai umpan balik digunakan sensor fototransistor. Sistem dimodelkan dengan meletakkan sensor fototransistor pada lapisan dalam kerangka wahana Sel Surya. Cermin yang memantulkan cahaya matahari dengan sudut kemiringan tertentu yang telah ditentukan sebelumnya, memberikan sejumlah intensitas cahaya yang terukur oleh sensor fototransistor. Dengan menggunakan rangkaian pengkondisi sinyal yang kemudian menjadi masukan bagi mikrokontroler, maka dapa dilakukan sistem pergerakan oleh motor servo sesuai dengan nilai perubahan intensitas cahaya matahari yang tertangkap pada sensor fototransistor tersebut. 3.3.3 Pengukuran dan Pengolahan Data Pengukuran dilakukan dengan melihat dan mengambil data dari nilai energi listrik yang

berhasil diperoleh dari penerimaan intensitas cahaya matahari. Kemudian membandingkan dengan sistem tanpa pengendalian (wahana tetap). Pengukuran dilakukan dengan mengumpulkan semua data yang diperoleh dalam satu hari unjuk kerja pada saat cuaca cerah (intensitas cahaya matahari sedang). Dari data perbandingan yang didapatkan dapat ditentukan efisiensi penggunaan sistem pengendalian penempatan sudut kemiringan wahana Sel Surya secara otomatis dengan luaran energi listrik yang dihasilkan tanpa pengendalian sistem pergerakan wahana. 3.4 Analisis Data Data hasil pengukuran dan pengujian dikumpulkan dengan mengambil sample satu hari percobaan pengukuran. Dengan membandingkan luaran energi listrik yang dihasilkan dengan menggunakan sistem pengendalian dan tanpa pengendalian, dapat dilihat dan diamati kinerja serta efisiensi yang terjadi dari kedua Sel Surya tersebut. Kemudian dapat ditentukan seberapa besar peningkatan perolehan energi listrik yang dihasilkan oleh sebuah wahana Sel Surya. Sehingga dapat dijadikan acuan untuk digunakan dalam efektifitas dalam memasok energi listrik dalam ruang lingkup yang besar. Dari analisis data yang dilakukan dapat ditentukan nilai sudut terbaik untuk penerimaan intensitas cahaya matahari yang optimal dalam membangkitkan energi listrik. Lalu dilakukan pemetaan daerah operasi dari wahana Sel Surya yang digunakan untuk dilakukan pengembangan Sel Surya yang lebih optimal, efektif dan dapat ditempatkan dimana saja sesuai kebutuhan. 3.5 Diagram Alir Penulisan Diagram alir langkah penulisan karya ilmiah ini diperlihatkan pada gambar berikut:

Gambar 18. Diagram Alir Langkah Penulisan.

IV. PEMBAHASAN

Penulisan karya ilmiah ini dilakukan dengan merancang sebuah sistem Sel Surya yang dapat meningkatkan perolehan energi listrik dengan cara mengatur sudut kemiringan jatuhnya sinar matahari pada sel. Dengan adaptasi wahana Sel Surya terhadap pergerakan matahari, maka akan didapatkan sudut kemiringan yang tegak lurus (seperti gambar 19) terhadap matahari yang dengan sendirinya akan lebih efektif dalam menghasilkan pasokan energi listrik yang dibutuhkan.

Gambar 19. Sistem PV Sederhana pada Sebuah Rumah (Sumber: Solar Electricity, Lorenzo Eduardo. Hal 6) A. Prinsip Kerja Sensor fototransistor diletakkan sejajar dengan Sel Surya, ini digunakan untuk mendeteksi keberadaan matahari sebagai penghasil intensitas cahaya yang dibutuhkan.

Ketika cahaya matahari terpancar mengenai fototransistor ini, maka foto transistor akan mendeteksi keberadaan cahaya tersebut, lalu kemudian dikirimkan kepada rangkaian pengkondisi sinyal untuk memberikan masukan kepada mikrokontroler. Rangkaian pengkondisi sinyal diatur dengan nilai yang diinginkan terhadap sudut kemiringan Sel Surya yang ada. Ketika intesitas cahaya yang jatuh pada fototransistor semakin besar, ini memberikan isyarat rangkaian pengkondisi sinyal untuk memberikan masukan kepada mikrokontroler bahwasanya motor diputar sekian dejarat sesuai dengan variasi input yang diberikan. Terjadinya pergerakan matahari yang berarti terjadi perubahan sudut kemiringan datangnya sinar matahari, dapat direspon oleh sistem pengendalian ini dan kemudian dilakukan aksi untuk mengefektifkan sudut datangnya sinar matahari agar selalu tegak lurus dengan wahana Sel Surya (lihat gambar 20).

Gambar 20. Sistem Pengendalian Sel Surya. Batere digunakan sebagai tempat penyimpanan hasil perolehan energi listrik yang dihasilkan melalui Sel Surya. Energi listrik yang dihasilkan disimpan dan dapat digunakan untuk kepentingan lainnya sesuai dengan kebutuhan si Pemakai. Penulisan karya ilmiah ini juga digunakan sebagai perbandingan antara penggunaan sistem pengendalian terhadap Sel Surya maupun tanpa pengendalian Sel Surya. Mempertahankan sinar matahari jatuh kesebuah permukaan Sel Surya secara tegak lurus akan mendapatkan energi maksimum 1 kW/m2. Pengambilan data dilakukan melalui pengukuran simultan dan menyeluruh terhadap sistem pengendalian wahana Sel Surya dengan perbandingan dan dengan tanpa pengendalian. B. Blok Diagram Pengendalian Berikut diberikan blok diagram pengendalian sistem tersebut :

Gambar 21. Blok Diagram Sistem Pengendalian. Sinyal masukan yang merupakan sinyal pemberian dari sensor fototransistor yang dipasang sebagai umpan balik dari sistem pengendalian yang dirancang memberikan perbandingan masukan dan luaran sistem dengan umpan balik ini, maka diharapkan kestabilan sistem dimana perubahan yang terjadi (pergerakan matahari) dapat dideteksi dan dilakukan aksi untuk menstabilkan kembali sistem pengendalian tersebut. Isyarat koreksi yang diberikan sensor (fototransistor) akan dibandingkan dengan masukan yang ada yakni kondisi posisi wahana Sel Surya pada suatu waktu. Kemudian terjadinya perubahan posisi matahari, maka akan ada sinyal koreksi yang akan menjadi sinyal masukan mikrokontroler dan kemudian dilakukan aksi pengontrolan yang dapat menggerakkan aktuator yakni motor dalam hal ini. Kemudian wahana akan bergerak sesuai dengan sudut kemiringan yang tegak lurus dengan sudut datangnya sinar matahari. C. Diagram Kotak Sistem Pengendalian

Gambar 22. Gambar Diagram Kotak Sistem Pengendalian. Pada gambar diagram kotak di atas, dapat dilihat bahwasanya system diawali dengan pendeteksian pergerakan matahari oleh sensor, kemudian sensor yang mendapat isyarat koreksi dari pergerakan matahari memberikan sinyal input kepada mikrokontroler melalui rangkaian pengkondisi sinyal yang kemudian melakukan pemberian masukan aksi bagi motor sesuai dengan isyarat pergerakan matahari yang diberikan oleh sensor. Lalu demikian seterusnya, sehingga system tersebut beradaptasi dengan pergerakan yang dilakukan matahari agar tercapat posisi sudut yang diinginkan, yakni wahana Sel Surya tegak lurus dengan arah datangnya sinar matahari.

V. SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan Dari hasil pembahasan yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Dengan Pengaturan pergerakan wahana Sel Surya, maka didapatkan perolehan energi listrik yang lebih optimal. 2. Pengendalian terhadap wahana Sel Surya dapat melakukan adaptasi secara efektif dengan adanya perubahan akibat pergerakan matahari. 3. Data yang didapatkan dapat dijadikan acuan dalam menentukan sudut kemiringan yang optimal di setiap daerah pemasangan Sel Surya. 3.2 Saran Dengan harapan penulisan karya ilmiah ini membuahkan hasil yang lebih baik lagi di masa mendatang, untuk itu penulis memberikan saran sebagai berikut: 1. Sebaiknya dirancang suatu sistem akuisisi data berbasis Personal Computer (PC) untuk memonitoring kondisi Sel Surya dan juga dapat digunakan untuk mendapatkan data yang menyeluruh pada pergerakan yang terjadi. 2. Sebaiknya dilakukan simulasi dengan kondisi berbeda seperti model ketinggian tempat, suhu dan kelembaban, serta parameter lingkungan lainnya yang mempengaruhi

DAFTAR PUSTAKA

Cooper, Wiliam D.1999. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran, Erlangga. Jakarta. Lorenzo, Eduardo. 1994. Solar Electricity, Engineering of Photovoltaic Systems. Institute of Solar Energy. Polytechnic University of Madrid. Mintorogo, Danny S.2003. Strategi aplikasi sel surya (photovoltaic cells) pada Perumahan dan bangunan komersial. Universitas Kristen Petra. Surabaya. Strong, Steven J. 1987.The Solar Electric House. A Design Manual for HomeScale Photovoltaic Power Systems. Pennsylvania. Rodale Press. Diposkan oleh hermasyah di 00:05 5 komentar

Rancang Bangun Inverter Satu Fasa 1000VARancang Bangun Inverter Satu Fasa 1000VA Berbasis Mikrokontroller ATMEGA 8535

I. Pendahuluan A. Latar Belakang Masalah Kebutuhan energi makin hari akan semakin meningkat, seiring pertumbuhan ekonomi dan peradaban manusia. Salah satu energi yang dibutuhkan oleh masyarakat di dunia adalah energi listrik. Produksi energi listrik pada saat ini pada umumnya menggunakan energi fosil seperti minyak bumi dan batubara, serta gas bumi. Namun, energi fosil tersebut merupakan salah satu energi yang tidak dapat diperbarui atau dengan kata lain suatu saat pasti akan habis persediaannya. Proses penelitian energi yang terbarukan telah dimulai sejak lama. Terdapat beberapa energi terbarukan yang telah dikembangkan menjadi penghasil energi listrik, yaitu tenaga angin dan tenaga surya, yang memerlukan peralatan tambahan yaitu alat pengendali dalam proses pembangkitan energi listrik dan alat penyimpan energi listrik dalam bentuk baterai sehingga cadangan energi listrik tetap tersedia. Energi listrik yang dihasilkan dari pembangkit listrik tenaga angin dan tenaga surya berupa tegangan DC sebesar 12 Volt, yang kemudian disimpan di dalam akumulator, yang berfungsi sebagai baterai penyimpan energi listrik. Untuk mengubah tegangan DC 12 Volt menjadi tegangan AC 220 Volt digunakan inverter. Perancangan inverter telah banyak diteliti oleh pada ahli, sesuai dengan spesifikasi dan tujuan penggunaannya. Dalam aplikasinya, alat ini dapat dipakai pada pembangkit listrik tenaga angin dan tenaga surya dalam skala kecil. Penelitian ini merupakan penelitian yang dilakukan untuk merancang dan merealisasikan inverter satu fasa dengan daya 1000VA berbasis mikrokontroler ATMEGA 8535 yang berfungsi untuk mengendalikan sinyal PWM untuk mengatur frekuensinya. Pertimbangan ekonomis dimasukkan dalam penelitian ini, sehingga didapatkan inverter yang berkualitas dengan komponen-komponen yang murah sehingga lebih ekonomis. B. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini antara lain: 1. Melakukan perancangan inverter satu fasa dengan daya output sebesar 1000VA. 2. Melakukan pembuatan inverter satu fasa dengan daya output sebesar 1000VA. 3. Inverter satu fasa 1000VA dapat diaplikasikan pada pembangkit listrik tenaga surya dan tenaga angin dalam skala kecil 4. Inverter satu fasa 1000VA dapat dirancang dengan komponen-komponen yang murah sehingga lebih ekonomis. C. Manfaat Penelitian Manfaat yang diharapkan pada penelitian dan penulisan Tugas Akhir ini adalah diperolehnya suatu alat berupa inverter satu fasa dengan daya output 1000VA yang dapat digunakan sebagai sumber energi listrik utama atau cadangan yang bersumber dari akumuator 12 Volt DC, yang dapat diaplikasikan pada pembangkit listrik tenaga angin dan tenaga surya yang bersifat mikro, atau dapat diaplikasikan di rumah tangga sebagai tenaga listrik cadangan dengan biaya yang ekonomis. D. Batasan Masalah Tugas Akhir ini membahas tentang mekanisme perancangan dan pembuatan suatu alat berupa inverter satu fasa dengan daya output 1000VA dengan batasan masalah sebagai

berikut: 1. Sumber listrik input pada inverter merupakan tegangan DC sebesar 12 Volt. 2. Hasil energi listrik output pada inverter merupakan tegangan AC sebesar 220 Volt dengan daya output sebesar 1000VA. 3. Proses pembangkitan sinyal Pulse Width Modulation (PWM) pada inverter dilakukan melalui pemrograman mikrokontroler ATMEGA8535 4. Tidak membahas bentuk sinyal output dan harmonisa pada output inverter. E. Rumusan Masalah Penelitian Tugas Akhir ini bertujuan untuk merancang dan merealisasikan sebuah inverter satu fasa 1000VA, yang dapat mengubah tegangan DC 12 Volt menjadi tegangan AC 220 Volt, yang dapat dipakai oleh masyarakat umum. Akan tetapi, dalam proses perancangannya dilakukan eksperimen/percobaan untuk memperoleh rangkaian implementasi yang tepat dan dapat digunakan pada proses perancangan, proses pembangkitan sinyal PWM yang merupakan bagian dari pengendali inverter berbasis mikrokontroler. Pada penelitian inverter satu fasa 1000VA ini dilakukan dengan menggunakan komponen-komponen elektronik yang umum dijumpai di pasaran sehingga memiliki harga yang jauh lebih murah dan diharapkan dapat dihasilkan produk yang berdasarkan referensi ilmu pengetahuan yang disesuaikan dengan perkembangan teknologi sehingga diupayakan untuk tidak mengurangi aspek akurasi dan keandalannya. F. Hipotesis Terdapat beberapa perkiraan mengenai hasil penelitian yang akan dilakukan, yaitu : 1. Proses pembangkitan sinyal PWM yang merupakan bagian dari pengendalian inverter satu fasa 1000VA dapat dilakukan melalui pemrograman mikrokontroler ATMEGA8535. 2. Penggunaan transformator pulsa dengan mengakibatkan alat ini dirancang menggunakan frekuensi tinggi sehingga ukuran transformator yang digunakan relatif lebih kecil dibandingkan dengan transformator konvensional. Output alat ini tetap pada frekuensi 50 Hz. 3. Proteksi internal pada inverter satu fasa 1000VA menggunakan fuse rating arus tertentu, sehingga jika terjadi beban berlebih yang mengakibatkan arus berlebih, inverter satu fasa 1000VA tetap aman dan diminimalisir dari kerusakan. II. TEORI DASAR A. Inverter [1] Yang dimaksud dengan inverter di sini adalah suatu rangkaian yang mampu mengubah tegangan dc menjadi ac. Ada dua jenis inverter yang umum digunakan pada sistem tenaga listrik yaitu: (1) Inverter dengan frekuensi dan tegangan keluar yang konstan CVCF (Constant Voltage Constant Frequency) (2) Inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran yang berubah-ubah. Umumnya inverter dengan frekuensi dan tegangan keluaran yang berubah-ubah digunakan pada pemakaian khusus seperti pemakaian pompa listrik 3 fasa dengan menggunakan sumber tegangan dc. Kerugian cara ini adalah bahwa sistem hanya dapat digunakan pada pemakaian khusus saja, sedangkan keuntungannya adalah kemampuannya untuk

menggerakkan sistem (beban) dengan sumber yang berubah-ubah seperti misalnya photovoltaic atau solar cell. Inverter Satu Fasa Yang akan dijelaskan di sini adalah inverter dengan frekuensi dan tegangan konstan dan dengan menggunakan komponen SCR sebagai pembangkit tegangan ac-nya, dengan kemampuan menyalurkan daya yang cukup besar, meskipun tegangan output yang dihasilkan tidak begitu murni. Rangkaian dasar inverter ini terlihat pada gambar di bawah ini dengan cara kerja sebagai berikut:

Gambar 1. Rangkaian dasar inverter Anggap bahwa kedua SCR dalam keadaan off. Kemudian SCR1 dinyalakan dengan memberikan pulsa trigger pada gerbang Ig1. dengan adanya tegangan pada kumparan 1-2 sebesar +Vdc, maka kumparan 2-3 akan terinduksi juga sebesar +Vdc. Jadi tegangan yang terbentuk pada kapasitor C adalah sebesar +2Vdc. Terjadinya aliran arus dan tegangan pada saat SCR1 on. Selanjutnya SCR2 dinyalakan. Dengan penyalaan SCR2 ini, tegangan di titik b sama dengan Vdc. Dengan sifat kapasitor yang menyatakan bahwa tegangan (muatan = Q) yang ada pada kapasitor tersebut tidak dapat berubah dengan tibatiba, maka pada saat titik b mencapai +Vdc, tegangan yang tampak pada titik a adalah +3Vdc (Vab = Va Vb) atau Va = Vb + Vab = Vdc + 2Vdc = 3Vdc, Vab = tegangan kapasitor sesaat sebelum SCR2 on, yaitu = 2Vdc. Dengan kondisi SCR2 on, SCR1 off. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut: Pada saat SCR2 on, tegangan di titik b sama dengan tegangan di titik c (Vb = Vc) = Vdc. Sedangkan Va = 3Vdc. Artinya tegangan katoda SCR1 (titik a lebih positif daripada tegangan anoda SCR1 di titik c). Sesuai dengan karakteristik SCR, maka hal ini akan menyebabkan SCR1 off. Hal lain yang terjadi akibat SCR2 on adalah terjadinya perubahan tegangan pada kumparan transformator yaitu tegangan di titik 2 = 0 (V32 = Vdc) dan kumparan 1-2 terinduksi tegangan sebesar V21 = Vdc. Sejalan dengan perubahan tegangan pada kumparan tersebut, maka kapasitor yang semula mempunyai tegangan Vab = +3Vdc akan berusaha mengubah tegangannya menjadi Vab = -2Vdc, yaitu dengan terjadinya alirana rus charging pada kapasitor c dari titik b ke 2 dan 3. untuk mengulangi proses di atas, maka kumparan 1 titik a SCR1 kembali di-trigger, sehingga dengan SCR1 on, SCR2 kembali off (sebab tegangan katoda dari SCR2 (titik b) lebih positif daripada tegangan anoda SCR2 (titik c = titik a). Selanjutnya prosesnya sama dengan yang telah dijelaskan di atas. Bentuk tegangan SCR1, SCR2, Vc(t) dan Ic(t) dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2. Rangkaian ketika SCR2 on

Gambar 3. Rangkaian ketika SCR1 on

Gambar 4. Kondisi sinyal SCR1 dan SCR2 B. Transformator [1] Transformator adalah suatu alat listrik yang dapat memindahkan dan mengubah energi listrik dari satu atau lebih rangkaian listrik ke rangkaian listrik yang lain, melalui suatu gandengan magnet dan berdasarkan prinsip induksi-elektromagnet. Transformator digunakan secara luas, baik dalam bidang tenaga listrik maupun elektronika. Penggunaan transformator dalam sistem tenaga memungkinkan terpilihnya tegangan yang sesuai, dan ekonomis untuk tiap-tiap keperluan misalnya kebutuhan akan tegangan tinggi dalam pengiriman daya listrik jarak jauh. Dalam bidang elektronika, transformator digunakan antara lain sebagai gandengan impedansi antara sumber dan beban; untuk memisahkan satu rangkaian dari rangkaian yang lain; dan untuk menghambat arus searah sambil tetap melakukan atau mengalirkan arus bolak-balik antara rangkaian. Berdasarkan frekuensi, transformator dapat dikelompokkan sebagai berikut: (1) frekuensi daya, 50-60 c/s; (2) frekuensi pendengaran, 50 c/s-20 kc/s; (3) frekuensi radio, di atas 30 kc/s. Kerja transformator yang berdasarkan induksi-elektromagnet, menghendaki adanya gandengan magnet antara rangkaian primer dan sekunder. Gandengan magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks bersama. Berdasarkan cara melilitkan kumparan pada inti, dikenal dua macam transformator, yaitu tipe inti dan tipe cangkang.

Gambar 5. Transformator berdasarkan cara melilitkan kumparan pada inti C. Mikrokontroler ATMEGA 8535 [2] Mikrokontroler ATMEGA8535 adalah salah satu jenis mikrokontroler keluarga AVR yang diproduksi oleh Atmel Corporation. ATMEGA8535 merupakan mikrokontroler 8 bit dengan aristektur RISC (Reduce Instruction Set Computer). Fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroler ATMEGA8535 antara lain: a. Lebar data 8 bit. b. Memiliki 130 buah instruksi. c. Dapat mencapai kecepatan 16 MIPS (Mega Instruction per Second) pada frekuensi clock 16 MHz. d. Memiliki 32 x 8 register aplikasi umum. e. 8 k byte flash memory untuk memori program . f. 512 byte EEPROM untuk memori data nonvolatile. g. 512 byte SRAM. h. Dua 8 bit timer/counter. i. Satu 16 bit timer/counter. j. Empat saluran untuk penghasil sinyal PWM/clock. k. 8 saluran, 10 bit ADC. 2. Konfigurasi Pin Susunan pin mikrokontroler ATMEGA8535 tipe DIP (dual in line package) ditunjukkan pada gambar 5.

Gambar 6. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMEGA8535.

ATMEGA8535 memiliki empat buah port (terminal) masukan/keluaran yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. Port A selain berfungsi sebagai port I/O digital, pin-pinnya juga dapat difungsikan sebagai saluran masukan sinyal analog yang akan diubah menjadi sinyal digital oleh ADC internal. Port B terdapat pada pin nomor 1 hingga 8. Selain sebagai pin I/O digital biasa, pin-pin yang ada port B juga memiliki fungsi khusus. Pin PB0 dan PB1 memiliki fungsi lain yaitu sebagai masukan sinyal clock eksternal untuk timer/counter 0dan1. Pin PB5 (MOSI), PB6 (MISO), dan PB7(SCK) memiliki fungsi lain sebagai sebagai saluran untuk sinyal ISP (in system programming). Port D terdapat pada pin nomor 14 hingga 21. Selain berfungsi sebagai pin I/O digital biasa, pin-pin yang terdapat pada port D juga memiliki fungsi khusus. Pin PD2 (INT0) dan PD3 (INT1) berfungsi sebagai masukan untuk sinyal interrupt eksternal yang dapat menginterupsi alur program yang di eksekusi CPU. Pin PD7 (OC2) juga berfungsi sebagai pin untuk keluaran sinyal clock/PWM yang dihasilkan oleh timer 2 yang ada di dalam mikrokontroler. Pin RESET merupakan pin aktif rendah untuk mereset mikrokontroler. Dalam keadaan reset maka alur program akan kembali ke alamat 0x0. Pin VCC dan GND adalah pin yang digunakan untuk penyedia tegangan mikrokontroler. Beda tegangan yang dapat diberikan berkisar antara 4,55,5V. D. Filter Filter biasa diartikan sebagai proses pemisahan. Aplikasi filter pada elektronika adalah untuk melewatkan rentang frekuensi tertentu dan menghilangkan/memblok rentang frekuensi lainnya dengan melemahkan amplitudo sinyalnya. Filter elektrik mengandung komponen resistor dan kapasitor, resistor dan induktor atau gabungan ketiganya dengan menyertakan. Rangkaian filter seperti ini biasa disebut filter pasif. Filter aktif merupakan rangkaian filter pasif yang dihubungkan ke komponen aktif (op-amp, trasistor). Klasifikasi filter berdasarkan fungsi kerjanya dan rentang frekuensi yang diloloskan adalah sebagai berikut: 1. Low Pass Filter (LPF) Low pass filter akan melewatkan frekuensi dari nol sampai frekuensi cut offnya. Idealnya respon frekuensi akan langsung jatuh ke nol setelah frekuensi cut off, tapi pada kenyataannya ada daerah transisi sampai nilai tertentu sebelum mencapai nol. 2. High Pass Filter (HPF) Untuk high pass filter, filter ini tidak akan melewatkan frekuensi dari nol sampai daerah transisi, antara fl sampai fc. 3. Band Pass Filter (BPF) Sedangkan band pass filter akan melewatkan frekuensi yang dibatasi dua frekuensi cut off. Frekuensi yang dilewatkan berada pada daerah antara fc1 dan fc2. Dari nol ke fc1 respon frekuensi akan distop, begitu juga dengan frekuensi diatas fc2, tetapi dalam prakteknya selalu ada daerah transisi antara fs dan fc. 4. Band Stop Filter (BSF) BSF memiliki dua frekuensi batas, sama seperti BPF. Tetapi respon frekuensinya kebalikan dari band pass filter, filter ini justru tidak melewatkan frekuensi yang berada antara fc1 dan fc2. Untuk jelasnya, karakteristik keempat filter dapat dilihat pada gambar.

Gambar 7. Respon Frekuensi Sebuah Filter (a). LPF (b). HPF (c). BPF (d). BSF Parameter fl dan fu adalah lower dan upper frekuensi cutoff. Band width dari filter adalah . Sehingga pada LPF didefinisikan fl = 0 sehingga B = fu sedangkan untuk highpass filter fl >. Tetapi secara fisik0 dan fu= filter diatas tidak mungkin dibuat. Sedangkan untuk filter sesungguhnya, untuk BPF akan dibandingkan dengan kondisi idealnya, didapatkan H(f) yang relatif lebar (tapi tidak konstan) dan stop band yang cukup kecil (tapi tidak nol). Titik akhir band yang dilewatkan atau cut off nya didefinisikan dengan 22 H(f) max = K/H(f) =1/ ; f = fl,fu (1) fu. f Jadi H(f)2 jatuh tidak lebih rendah dari K2/2 untuk fl Bandwidth B = fu fl disebut juga setengah daya atau bandwidth 3 dB.

Gambar 8. Rasio amplitude sebuah BPF Klasifikasi filter berdasarkan topologinya, antara lain: 1. Butterworth Butterworth merupakan salah satu jenis filter yang dirancang sedemikian rupa sehingga menghasilkan respon frekuensi yang flat (datar) pada rentang frekuensi pelolosan maupun frekuensi henti. Berdasarkan gambar perbandingan respon frekuensi dari beberapa topologi filter (gambar 20), kita dapat melihat bahwa filter jenis ini memiliki rolloff yang lebih lama dibanding filter lainnya. Filter ini dibentuk dengan menghubungkan rangkaian R,C ke op-amp melalui input positif dan memberi feedback pada input negatif. 2. Chebyshev Filter ini memiliki respon riak-riak pada salah satu rentang frekuensinya (frekuensi lolos atau frekuensi henti). 3. Elliptic Pada respon frekuensi filter elliptic pada rentang frekuensi pelolosan maupun hentinya terdapat riak-riak. Dibandingkan jenis filter yang lain, filter ini memiliki rolloff yang cepat. Filter ini dibentuk dengan merangkai C dan L secara paralel kemudian menghubungkan dengan op-amp

(a) (b) (c) Gambar 9. (a)Rangkaian LPF Butterworh, (b) LPF Chebyshev (c) HPF Elliptic Gambar 10. Perbandingan respon frekuensi filter E. Pembagi Tegangan [6] Pembagi tegangan digunakan untuk menyatakan tegangan melintasi salah satu diantara dua tahanan seri.

Gambar 11. Pembagi Tegangan Pada gambar 26 tegangan di R2 adalah: (14) Dengan cara yang serupa, tegangan yang melintasi R1adalah: (15) III. Metodologi Penelitian A. Waktu dan Tempat Penelitian Waktu : Maret 2007 Juli 2007 Tempat : Laboratorium Terpadu Teknik Elektro Universitas Lampung Tabel 1. Jadwal dan aktivitas penelitian No Aktivitas Maret 2007 April 2007 Mei 2007 Juni 2007 Juli 2007 12341234123412341234 1 Studi literatur 2 Perancangan blok diagram rangkaian alat inverter 3 Penentuan rangkaian dan komponen 4 Uji rangkaian tiap blok a. LPF b. HPF c. MOSFET d. Proteksi & Alarm e. Mikrokontroler ATMEGA8535 5 pembuatan proposal 6 Seminar I 7 membuat rangkaian keseluruhan 8 Uji coba inverter satu fasa 1000VA 9 Analisis dan kesimpulan 10 Pembuatan laporan

11 Seminar II B. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian tugas akhir ini yaitu : 1. Osiloskop Digital 2. Microcontroller ATMEGA8535 3. Transformator Pulsa 4. MOSFET 5. Heatsink 6. Resistor (tetap dan variable) 7. Capasitor (polar dan non polar) 8. Relay 9. Buzzer 10. Multimeter 11. Komputer 12. Downloader ATMEGA 8535 13. Casing 14. Solder 15. Sumber tegangan +5Vdc, 12Vdc 16. Akumulator 12Vdc C. Spesifikasi Alat Spesifikasi dari alat yang dibuat adalah sebagai berikut : 1. Sumber tegangan DC +5 V, diperoleh dari baterai dan sumber tegangan DC 12V diperoleh dari akumulator sehingga alat yang dibuat bersifat portable. 2. Microcontroller ATMEGA8535 sebagai penghasil Pulse Width Modulation (PWM) untuk mengatur frekuensi switching inverter 3. Range tegangan output yang dihasilkan sebesar 11,512,5 Volt 4. Rentang frekuensi output yang dihasilkan 50 Hz D. Blok Diagram Rangkaian

Gambar 12. Blok diagram Perancangan Inverter Satu Fasa 1000VA 1. Input Input pada rancangan inverter satu fasa 1000VA berasal dari sebuah akumulator dengan tegangan sebesar 12 Volt DC. Masukan ini berfungsi juga untuk memberikan catu daya pada rangkaian pengendali invertir, yang tegangannya disesuaikan dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan. Masukan 12 Volt DC kemudian menuju ke rangkaian inti inverter untuk mengubahnya menjadi tegangan AC. 2. Microcontroller ATMEGA 8535 Microcontroller berfungsi sebagai pembangkit sinyal Pulse Width Modulation (PWM). Dengan adanya PWM, maka lebar pulsa diatur sedemikian rupa, sehingga rangkaian

pengendali dapat dikendalikan frekuensinya oleh sinyal PWM. Proses pengendalian dengan PWM yaitu dengan mengubah nilai tON dan tOFF sehingga berpengaruh terhadap besarnya frekuensi. Gambar 13. Gambar sinyal PWM 3. Smoothing Filter Smoothing filter merupakan salah satu aplikasi filter yang digunakan untuk memperhalus tampilan sebuah sinyal. Kita dapat mengimplementasikan rangkaian Low Pass Filter (LPF) untuk proses ini. LPF berfungsi untuk meredam sinyal frekuensi-frekuensi tinggi, sehingga diharapkan sinyal pulsa inverter yang dihasilkan mempunyai bentuk dan besar gelombang yang sesuai yang diinginkan. Rangkaian implementasinya adalah sebagai berikut:

Gambar 14. Rangkaian Implementasi Filter LPF Ordo1 Langkah perancangan blok ini adalah : 1. Menentukan nilai frekuensi cut-off F) 2. Memilih nilai C (antara 0,001 10 3. Menentukan nilai R2 melalui persamaan : 4. Merealisasikan rangkaian implementasi LPF ordo 1 (Gambar 31) DAFTAR PUSTAKA [1] Zuhal. 1995. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta:PT Gramedia Pustaka Utama [2] Wardhana, Lingga. 2006. Mikrokontroler AVR Seri ATMEGA8535. Yogyakarta: Andi Offset [3] Webster, G.John. 1998. Medical Instrumentation. Canada: John Wiley and sons, Inc. [4] Malvino, Gunawan, Hanapi. 1995. Prinsip-prinsip Elektronik. Jakarta: Erlangga [5] Hayt.H.William. Terjemah Oleh Pantur Silaban. 1997. Rangkaian Listrik. Jakarta: Erlangga [6] Bird, B.M., et all. 1993. An Introduction to Power Electronics. Chichester: John Wiley & Sons Ltd Diposkan oleh hermasyah di 00:02 3 komentar

SMART DISPENSERSMART DISPENSER Ide Utama : Mengatur agar dispenser dapat secara otomatis mengisi tempat air sesuai dengan yang diinginkan

Mengatur agar dispenser dapat memberikan isyarat ketika galon air sudah tidak berisi air lagi Mengatur agar dispenser dapat mengisi air sesuai dengan suhu yang diinginkan/diminta Prinsip Kerja Ketika wadah diletakkan pada tempat penyanggah, maka saklar sensitive akan menghidupkan system. User dapat menentukan berapa suhu air yang diinginkan dengan menekan keypad suhu yang ada, dimana telah terhubung dengan mikrokontroler untuk sebagai setting time untuk heater memanaskan air. Ketika suhu sudah mencapai apa yang diminta user dengan pantauan sensor suhu, maka mikrokontroler akan memerintahkan heater untuk off. User dapat menentukan seberapa banyak air yang akan dituangkan kedalam gelas atau wadah. Dengan menggunakan sensor ultrasonic untuk mengukur ketinggian air yang diharapkan oleh user. Kran air terbuka dengan menggunakan motor servo dengan dikendalikan oleh mikrokontroler. Ketika isian air telah sampai apa yang diinginkan user, maka system otomatis akan memutar motor servo untuk menutup kran air dan air akan berhenti mngucur. User dapat mengetahui kapan air gallon yang diisikan telah habis, dengan adanya tanda/isyarat dalam bentuk suara. Dengan menggunakan sensor tinggi permukaan air, maka dapat ditentukan apakah air galonnya telah habis atau tidak. Lalu buzzer akan mengeluarkan suara jika airnya habis. Komponen yang diperlukan : Motor servo Saklar sentuh sensitive Sensor Ultrasonik Sensor Temperature Mikrokontroler Keypad dan LCD Sensor Level Permukaan Galon Dispenser Standar Gelas Uji dll

Simulasi Dispenser : Gelas/tempat air diletakkan pada tempat dispenser Konsumen dapat menentukan kapasitas air yang diisi ke gelas/tempat air Konsumen dapat menentukan suhu air yang diinginkan untuk dituangkan kedalam tempat air/gelas Dispenser akan memanaskan air sesuai dengan setting suhu yang telah ditentukan Dispenser mengisi tempat air sesuai dengan ukuran wadah dan atau keinginan konsumen Ketika air telah penuh, atau air telah memenuhi wadah sesuai dengan kapasitas yang diinginkan oleh pemakai, maka dispenser berhenti menuangkan air kedalam tempat air/gelas Dispenser akan memberitahu ketika sewaktu-waktu galon untuk persediaan air didalam dispenser telah habis dengan menggunakan suara Diposkan oleh hermasyah di 00:00 0 komentar

Jumat, 26 Oktober 2007APAKAH PLC ITU?Sebuah PLC (kepanjangan dari Programmable Logic Controller) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logik, 0 atau 1, hidup atau mati). Pengguna membuat program (yang umumnya dinamakan diagram tangga atau ladder diagram) yang kemudian harus dijalankan oleh PLC yang bersangkutan. Dengan kata lain, PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrumen keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati. PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya pada proses pengepakan, penanganan bahan, perakitan otomatis dan lain sebagainya. Dengan kata lain, hampir semua aplikasi yang memerlukan kontrol listrik atau elektronik membutuhkan PLC. Dengan demikian, semakin kompleks proses yang harus ditangani, semakin penting penggunaan PLC untuk mempermudah proses-proses tersebut (dan sekaligus menggantikan beberapa alat yang diperlukan). Selain itu sistem kontrol proses konvensional memiliki beberapa kelemahan, antara lain: Perlu kerja keras saat dilakukan pengkabelan; Kesulitan saat dilakukan penggantian dan/atau perubahan; Kesulitan saat dilakukan pelacakan kesalahan; Saat terjadi masalah, waktu tunggu tidak menentu dan biasanya lama. Sedangkan penggunaan kontroler PLC memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, antara lain:

Dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvensional, jumlah kabel yang dibutuhkan bisa berkurang hingga 80%; PLC mengkonsumsi daya lebih rendah dibandingkan dengan sistem kontrol proses konvesional (berbasis relai); Fungsi diagnostik pada sebuah kontroler PLC membolehkan pendeteksian kesalahan yang mudah dan cepat; Perubahan pada urutan operasional atau proses atau aplikasi dapat dilakukan dengan mudah, hanya dengan melakukan perubahan atau penggantian program, baik melalui terminal konsol maupun komputer PC; Tidak membutuhkan spare part yang banyak; Lebih murah dibandingkan dengan sistem konvensional, khususnya dalam kasus penggunaan instrumen I/O yang cukup banyak dan fungsi operasional prosesnya cukup kompleks; Ketahanan PLC jauh lebih baik dibandingkan dengan relai auto-mekanik. KOMPONEN-KOMPONEN DASAR PLC PLC sesungguhnya merupakan sistem mikrokontroler khusus untuk industri, artinya seperangkat perangkat lunak dan keras yang diadaptasi untuk keperluan aplikasi dalam dunia industri. Elemen-elemen dasar sebuah PLC ditunjukkan pada gambar berikut...

PLC OMRON SYSMAC (CPM1A & SPM2A) Tiap-tiap PLC pada dasarnya merupakan sebuah mikrokontroler (CPU-nya PLC bisa berupa mikrokontroler maupun mikroprosesor) yang dilengkapi dengan periferal yang dapat berupa masukan digital atau analog, keluaran digital atau relai. Perangkat lunak program-nya sama sekali berbeda dengan bahasa komputer seperti Pascal, Basic, C dan lain-lain, programnya menggunakan apa yang dinamakan sebagai diagram tangga atau ladder diagram. CPM1A dan CPM2A merupakan PLC produk dari Omron, perbedaan mendasar antara CPM1A dan CPM2A adalah fungsi dan jumlah terminal masukan dan keluarannya, CPM1A 10 memiliki 6 masukan (D0 D5) dan 4 keluaran (O0 O3) total 10 jalur keluaran/masukan, sedangkan CPM2A 20 memiliki jumlah keluaran dan masukan yang jauh lebih banyak, yaitu 12 masukan dan 8 keluaran (total 20 jalur keluaran/masukan). Pada gambar berikut ini, ditunjukkan gambar Omron CPM2A dengan 20 keluaran/masukan.

UNTUK MENDAPATKAN KETERANGAN LEBIH DETIL/LENGKAP TENTANG PLC OMRON SYSMAC (KONSEP, PEMROGRAMAN & APLIKASI), SILAHKAN CEK DISINI...

OMRON ZEN PROGRAMMABLE RELAY ZEN Programmable Relay merupakan produk PLC lain dari Omron, sebagaimana ditunjukkan pada gambar berikut, merupakan kontroler kecil yang menyediakan 10 saluran I/O yang dapat diprogram (terdiri dari 6 masukan dan 4 keluaran, yang juga dapat diekspansi jumlahnya dengan perangkat keras tambahan). Alatnya jauh lebih murah (saat ditulis buku ini harganya sekitar 1 juta rupiah) dan lebih kompak atau kecil dibandingkan dengan seri CPM1 maupun CPM2 (lihat pembahasan pada bab sebelumnya). Saat ini sudah ada model yang baru (gambar III.1 sebelah kanan) yang menyediakan 20 saluran I/O yang dapat diprogram (terdiri dari 12 masukan dan 8 keluaran).

UNTUK MENDAPATKAN KETERANGAN LEBIH DETIL/LENGKAP TENTANG PLC ZEN (KONSEP, PEMROGRAMAN & APLIKASI), SILAHKAN CEK DISINI... BELAJAR PLC ITU MUDAH..! Belajar pemrograman PLC itu pada dasarnya mudah, sebagai permulaan, hal-hal yang perlu diperhatikan antara lain: Intinya adalah belajar langsung praktek atau Learning by Doing. Mengapa? Karena kebanyakan penguasaan PLC pada pemrograman ladder-nya dan studi kasus, mo beli PLC-nya relatif mahal, tentu saja sementara pake simulator dulu, apakah Ada? Tentu saja...lihat informasi berikut... Buku yang menyediakan keterangan atau penjelasan yang mudah dan menyediakan perangkat lunak untuk belajar atau simulasi, direkomendasikan: Buku PLC: Putra, Agfianto Eko, 2004, PLC Konsep, Pemrograman dan Aplikasi, Gava Media Yogyakarta; Software editor dan simulasi PLC baik untuk Sysmac maupun ZEN ada di dalam CDROM buku di atas. ZEN: ESKALATOR OTOMATIS ZEN akan digunakan untuk otomatisasi pengoperasian eskalator atau tangga berjalan di suatu pusat pembelanjaan atau mall. Eskalator akan bekerja secara kontinyu atau terus menerus pada jam 07.00 10.00 dan jam 17.00 22.00 dari hari Senin hingga Jumat. Selain itu eskalator hanya bekerja jika terdeteksi ada orang yang akan menggunakannya.

CPM2A: PENGEPAKAN APEL PLC Omron akan digunakan untuk membantu proses pengepakan apel ke dalam boks

(biasanya aplikasi semacam digolongkan pada aplikasi pengepakan atau packaging application dan kasusnya bisa bermacam-macam).

Main 1 - Pengepakan Diagram tangga ini digunakan untuk mengontrol proses pengepakan 10 buah apel ke dalam boks Network 1 - Dimulai Proses awal (mulai proses) 000.00 000.01 200.00 /( ) START STOP STAT_JALAN 200.00 STAT_JALAN Network 2 - Apel Jaringan untuk menjalankan konveyor apel 200.00 010.01 010.00 /( ) STAT_JALAN K_BOX K_APEL Network 3 - Pencacah Jaringan untuk melakukan pencacahan 10 apel ke dalam boks (pengepakan apel: 10 buah tiap boks)

000.02 CNT S_APEL 000.03 000 /CACAH_APEL S_BOX #0010 Network 4 - Boks Jaringan untuk menjalankan konveyor boks CNT000 200.00 010.01 ( ) CACAH_APEL STAT_JALAN K_BOX 000.03 / S_BOX Network 5 - END(01) Diposkan oleh hermasyah di 23:56 1 komentar

APAKAH MIKROKONTROLER ITU?Jika kita bicara tentang Mikrokontroler, maka tidak terlepas dengan pengertian atau definisi tentang Komputer itu sendiri, mengapa? Ada kesamaan-kesamaan antara Mikrokontroler dengan Komputer (atau Mikrokomputer), antara lain: Sama-sama memiliki unit pengolah pusat atau yang lebih dikenal dengan CPU (Central Processing Unit); CPU tersebut sama-sama menjalankan program dari suatu lokasi atau tempat, biasanya dari ROM (Read Only Memory) atau