i

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : DC-DC

CONVERTER PADA BEBAN TELEVISI UNTUK DC HOUSE

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata I

Teknik Elektro

Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh:

Rachmad Putra Pamungkas

201010130311174

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC :

DC-DC CONVERTER PADA BEBAN TELEVISI

UNTUK DC HOUSE

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

(S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

Rachmad Putra P

201010130311174

Diperiksa dan disetujui Oleh

Pembimbing I Pembimbing II

Dr.Ir.Lailis Syafa’ah, MT Ir.M.Irfan,MT

NIP: 1089009018 NIP : 10892030255

iii

LEMBAR PENGESAHAN

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC :

DC-DC CONVERTER PADA BEBAN TELEVISI UNTUK DC HOUSE

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1)

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

RACHMAD PUTRA PAMUNGKAS

201010130311174

Tanggal Ujian : 8 Agustus 2015

Periode Wisuda : Oktober 2015

Disetujui Oleh :

1. Dr. Ir. Lailis Syafa’ah, MT. (Pembimbing I)

NIP : 10890090189

2. Ir. M. Irfan, MT. (Pembimbing II)

NIP : 10892030255

3. Ir. Nur Khasan, MT. (Penguji I)

NIP : 10893030293

4. Machmud Effendy, ST, M.Eng. (Penguji II)

NIP : 10802030363

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.

NIP : 10892030257

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini :

NAMA : RACHMAD PUTRA P.

Tempat/Tgl Lahir : Malang/02 Maret 1992

NIM : 201010130311174

FAK./JUR. : TEKNIK/ELEKTRO

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul “ PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : DC-DC CONVERTER

PADA BEBAN TELEVISI UNTUK DC HOUSE” beserta seluruh isinya adalah karya

saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun

seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila

kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya

saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya

siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Malang,21 Agustus 2015

Yang Membuat Pernyataan

(Rachmad Putra P )

Mengetahui,

Pembimbing I Pembimbing II

Dr.Ir.Lailis Syafa’ah, MT Ir.M.Irfan,MT

NIP: 1089009018 NIP : 10892030255

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan Rahmat dan Karunia-Nya,

sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul

“PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC:

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : DC-DC

CONVERTER PADA BEBAN TELEVISI UNTUK DC HOUSE

Ini untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan studi serta dalam rangka

memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.

Penghargaan dan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada Ayahanda tercinta

Abu Khamid tercinta dan Ibunda yang kusayangi Nurijah Harijah yang telah

mencurahkan segenap cinta dan kasih sayang serta perhatian moril maupun materil.

Semoga Allah SWT selalu melimpahkan Rahmat, Kesehatan, Karunia dan lenerkahan di

dunia dan di akhirat atas budi baik yang telah diberikan kepada penulis.

Penghargaan dan terima kasih penulis kepada Ibu Dr.Ir.Lailis Syafa’ah,

selaku pembimbing I dan Bapak Ir.M.Irfan,MT selaku pembimbing II telah membantu

penulisan skripsi ini.

Akhir kata penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari

kesempurnaan. Karena itu, penulis memohon saran dan kritik yang sifatnya membangun

demi kesempurnaannya dan semoga bermanfaat bagi kita semua. Amiin

Malang, 21 Agustus 2015

Penulis

vi

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL ......................................................................................... i

LEMBAR PERSETUJUAN........................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................... iii

SURAT PERNYATAAN............................................................................... iv

ABSTRAK ..................................................................................................... v

LEMBAR PERSEMBAHAN ........................................................................ vi

KATA PENGANTAR ................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................... 3

1.3 Batasan Masalah ............................................................................ 3

1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................... 3

1.5 Metodologi .................................................................................... 4

1.6 Sistematika Pembahasan ............................................................... 5

BAB II. DASAR TEORI

2.1 Rumah DC ...................................................................................... 6

2.2 Televisi ........................................................................................... 7

2.3 DC – DC Converter ........................................................................ 8

2.3.1 Prinsip Kerja DC – DC Converter .......................................... 8

vii

2.4 Penurun Tegangan Buck converter ................................................. 11

2.5 Pulse Width Modulation (PWM) .................................................... 15

2.5.1 Kontrol Digital ........................................................................ 17

2.6 Mosfet ............................................................................................. 18

2.6.1 Jenis-Jenis Mosfet ................................................................... 19

2.7 Arduino Uno ................................................................................... 21

2.7.1 Kelebihan Arduino .................................................................. 22

2.8 Program Arduino ............................................................................ 23

2.8.1 Bahasa Pemograman Arduino ................................................. 23

BAB III. PERANCANGAN ALAT

3.1 Diagram Blog ..................................................................................... 28

3.1.1 Buck Converter ....................................................................... 29

3.1.2 Rangkaian Buck Converter ..................................................... 30

3.1.3 Perhitungan Converter............................................................ 31

3.1.4 Sensor Tegangan .................................................................... 33

3.1.5 Rangkaian PWM .................................................................... 33

3.1.6 Arduino Uno ........................................................................... 36

3.1.7 Fungsi Pin Arduino Uno ......................................................... 36

3.1.8 Program PWM ........................................................................ 37

3.1.9 Sistem Keseluruhan ................................................................ 39

viii

BAB IV PENGUJIAN ALAT

4.1 Pengujian Induktor Pada Rangkaingan Buck Converter .................... 40

4.2 Pengujian MOSFET ........................................................................... 42

4.3 Pengujian PWM ................................................................................. 42

4.4 Analisa Penggunaan Frekuensi Terhadap Tegangan Keluaran DC-DC

Converter ........................................................................................... 46

4.5 Pengujian Sensor Tegangan ............................................................... 47

4.6 Pengujian DC – DC Converter pada Beban Televisi ......................... 47

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 50

5.2 Saran ................................................................................................... 50

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Blok Sistem desain Rumah DC ........................ 6

Gambar 2.2 Televisi ............................................................................. 7

Gambar 2.3 Sistem DC-DC Converter ................................................ 8

Gambar 2.4 Dasar DC-DC Converter .................................................. 9

Gambar 2.5 Bentuk Signal dari Nilai Rata-Rata Tegangan Output ..... 9

Gambar 2.6 Blok Diagram Pulse Width Modulator (PWM) ................ 10

Gambar 2.7 Comparator Signals Pulse Width Modulator (PWM) ...... 10

Gambar 2.8 Rangkaian konverter Buck Converter .............................. 11

Gambar 2.9 Tegangan rata-rata Buck Converter ................................. 12

Gambar 2.10 Persamaan tegangan Buck Converter............................... 12

Gambar 2.11 Dua Konfigurasi OFF-Statte dan ON-State ..................... 14

Gambar 2.12 Evolusi tegangan, arus dengan waktu dibuck converter .......... 15

Gambar 2.13 Sinyal PWM dan rumus perhitungannya ......................... 15

Gambar 2.14 Pulsa PWM ...................................................................... 16

Gambar 2.15 Pengontrolan Tegangan Pulsa PWM ............................... 17

Gambar 2.16 Sinyal PWM .................................................................... 18

Gambar 2.17 Simbol Transisitor Mosfet Mode Depletion .................... 19

Gambar 2.18 Simbol Transisitor Mosfet Mode Enhancement .............. 20

Gambar 2.19 Arduino Uno .................................................................... 21

Gambar 2.20 Arduino IDE ..................................................................... 23

Gambar 3.1 Diagram Dc – Dc Converter ............................................ 28

x

Gambar 3.3 Rangkaian Sensor Tegangan ............................................ 33

Gambar 3.4 Rangkaian driver PWM ................................................... 34

Gambar 3.5 Board Arduino .................................................................. 36

Gambar 3.6 Pin Arduino Uno .............................................................. 37

Gambar 3.7 Rangkaian Dc – Dc Buck Converter ................................ 39

Gambar 4.1 Rangkaingan buck converter menggunakan

induktor 3.3mH35 ............................................................ 41

Gambar 4.2 Rangkaingan buck converter menggunakan

induktor toroid .................................................................. 41

Gambar 4.3 Gelombang PWM dengan duty cycle 40% ...................... 44

Gambar 4.4 Gelombang PWM dengan duty cycle 50% ...................... 44

Gambar 4.5 Gelombang PWM dengan duty cycle 60% ...................... 45

Gambar 4.6 Gelombang PWM dengan duty cycle 70% ..................... 45

Gambar 4.7 Pengujian DC-DC Converter Terhadap Beban Televisi . 48

Gambar 4.8 kondisi Telivisi pada saat Pengujian DC-DC Converter 49

Gambar 4.9 Nilai Tegangan pada Arduino IDE ................................. 49

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Spesifikasi Buck Converter ............................................... 30

Tabel 3.2 Daftar Komponen .............................................................. 35

Tabel 4.1 Analisa Induktor DC-DC converter .................................. 40

Tabel 4.2 Analisa MOSFET Pada Rangkaian Dc – Dc Converter .. 42

Tabel 4.3 Analisa Dutycyle Pada PWM ............................................ 43

Tabel 4.4 Nilai Tegangan Keluaran Pada Frekuensi 2 Mhz

Dan 16Mhz40 .................................................................... 46

Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Sistem Sensor Tegangan ..................... 47

51

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Taufik, 2008 “Practical Design of Buck DC house ”, California Polytecnic

State University, USA

[2]. http://sinarcelltecnic.blogspot.com/2010/10/teori-dasar-televisi1.html

(accessed15okbober 2014)

[3]. E. Van Dijk. Al,.. “PWM-SWITCH MODELLING OF DC-DC

CONVERTERS Regulators

[4]. Ananaba, Kemjika. Design and Implementation of a Buck Converter.

[5]. Membangun siyal PWM : http://ini-robot.blogspot.com (accessed

15januari2015)

[6]. http://www.scribd.com/doc/176148161/MOSFET-Sebagai-Saklar#scribd

(accessed 15febuari 2015)

[7]. http:// Arduino.cc (accessed15januari 2015)