RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS

BERLEBIH PADA DC HOUSE

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana

(S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

ANDRI WANSYAH

201010130311116

JURUSAN ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2015

iii

LEMBAR PENGESAHAN

RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS BERLEBIH

PADA DC HOUSE

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

Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun Oleh :

Andri Wansyah

201010130311116

Tanggal Ujian : 24 Oktober 2015

Periode Wisuda : Periode IV

Disetujui Oleh:

1. Ir. Nurhadi, MT (Pembimbing I)

NIP : 10890090183

2. Ir. Diding Suhardi, MT (Pembimbig II)

NIP : 10892100286

3. Dr. Ir. Ermanu Azizul H., MT (Penguji I)

NIP : 10891090233

4. Ir. Nur Kasan, MT (Penguji II)

NIP : 10893030293

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Elektro

Ir. Nur Alif Mardiyah, MT

viii

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan

hidayah-NYA sehingga penuis mampu menyelesaikan tugas akhir ini. Shalawat serta salam

tak lupa penulis panjatkan kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW yang telah

membimbing kita, tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi S1

Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang. Tugas akhir yang disusun oleh

penulis berjudul :

“RANCANG BANGUN PENGAMAN HUBUNG SINGKAT DAN ARUS

BERLEBIH PADA DC HOUSE” .

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak

kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun

agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan kedepan.

Malang, 05 November 2015

Penulis

ix

DAFTAR ISI

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

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

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iv

ABSTRAKSI .......................................................................................................... v

ABSTRACT ............................................................................................................. vi

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................... vii

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

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

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

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... ..2

1.3 Batasan Masalah ........................................................................................ ..2

1.4 Maksud dan Tujuan ................................................................................... ..2

1.5 Metodologi ............................................................................................... ..3

1.6 Sistematika Pembahasan ........................................................................... ..3

BAB II DASAR TEORI

2.1 Rumah DC House

2.2 Mikrokontroler .................................................................................... .....5

2.2.1 Definisi Mikrokontroler ........................................................................... 6

2.2.2 Mikrokontroler Arduino Uno....................................................................7

2.2.3 Fungsi dan Kebutuhan Pin ........................................................................ 7

2.3 Hubung Singkat/Short circuit ................................................................... 8

x

2.4 Arus Lebih .............................................................................................. 10

2.4.1 Proteksi Arus Lebih ................................................................................ 10

2.5 Sensor Arus ACS712........... ....................................................................12

2.6 Mosfet ..................................................................................................... 15

2.6.1 Mosfet Tipe Hampa (Depletion Type).................................................... 15

2.6.2 Mosfet Tipe Berisi (Enhancement Tipe) ................................................. 17

2.6.3 Kurva Karakteristik Mosfet............................................................... 19

2.6.4 Wilayah Saturasi (Mosfet On) ................................................................ 20

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN

3.1 Perangkat Keras (Hardware) ................................................................. 22

3.1.1 Miniatur Sistem dan Blok Diagram ...................................................... 22

3.1.2 Prinsip Kerja Alat .................................................................................. 23

3.1.3 Perancangan LCD 16 x 2 ...................................................................... 29

3.1.4 Perancangan Rangkaian Sensor Arus ................................................... 24

3.1.5 Perancangan Rangkaian Driver Mosfet ................................................ 25

3.2 Modul Kontrol Arduino Uno .................................................................. 26

3.3 Perangkat Lunak (Software) .................................................................. 27

3.3.1 Algoritma Instruksi LCD ....................................................................... 28

3.3.2 Algoritma Proses Keseluruhan................................................................29

BAB IV HASIL PENGUJIAN ALAT

4.1 Hardware.................................................................................................30

4.1.1 ACS712 Modul ....................................................................................... 30

4.1.2 Pengujian IRF9540 ................................................................................. 31

4.1.3 LCD 16 x2 .............................................................................................. 32

4.1.4 Beban ...................................................................................................... 43

4.1.5 Adabtor ................................................................................................... 44

4.2 Pengujian Sistem Keseluruhan.................................................................35

xi

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ................................................................................................ 36

5.2 Saran .......................................................................................................... 36

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Port B Pins Alternate Function ............................................................... 8

Tabel 2.2 Tipe-tipe IC ACS712 ............................................................................ 14

Tabel 3.1 Ringkasan .............................................................................................. 27

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Sensor ACS712 Modul.............................................31

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Mosfet (IRF9540)........................................................32

Tabel 4.3 Hasil Pengujian beban Lampu...............................................................33

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Adabtor........................................................................34

Tabel 4.5 Pengujian Waktu Respon sistem............................................................35

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Desain DC House ............................................................................. . 5

Gambar 2.2 Fungsi Pin ........................................................................................... 7

Gambar 2.3 Konfigurasi Proteksi Arus Berlebih ................................................. 11

Gambar 2.4 Rangkaian Pembatas Arus Berlebih ................................................. 12

Gambar 2.5 Diagram Blok Dari IC ACS712 ....................................................... 13

Gambar 2.6 Konfigurasi Pin dari IC ACS712 ..................................................... 13

Gambar 2.7 Kemasan Dari IC ACS712 ............................................................... 14

Gambar 2.8 Grafik Tegangan Keluaran sensor ACS712 terhadap arus listrik

yang terukur ..................................................................................... 15

Gambar 2.9 (a) Lambang Mosfet Jenis depletion (b) Lambang Mosfet jenis

depletion dengan subtrate terhubung ke source ............................... 16

Gambar 2.10 Struktur fisik transistor NMOS jenis enhancement ........................ 17

Gambar 2.11 Wilayah Cut-Off (Mosfet Off) ........................................................ 19

Gambar 2.12 Rangkaian Mosfet sebagai Saklar pada Kondisi Cut-Off ............... 19

Gambar 2.13 Rangkaian MOSFET sebagai Saklar Pada Kondisi saturasi ........... 20

Gambar 3.1 Diagram Blok Alat ............................................................................ 22

Gambar 3.2 Rangkaian LCD 16 x 2 ...................................................................... 24

Gambar 3.3 Rangkaian ACS712 ........................................................................... 25

Gambar 3.4 Driver Mosfet .................................................................................... 25

Gambar 3.5 Arduino Uno R3 ................................................................................ 26

Gambar 4.1 Pengujian Sensor ACS712 Modul .................................................... 30

Gambar 4.2 Pengujian/Pengukuran Irf9540M(Mosfet) ........................................ 32

Gambar 4.3 Pengujian LCD .................................................................................. 32

Gambar 4.4 Pengujian Beban Lampu ................................................................... 33

Gambar 4.5 Adabtor ............................................................................................. 34

Gambar 4.6 Blok Diagram pengujian sistem ........................................................ 35

DAFTAR PUSTAKA

1. Taufik, 2008 “ Practical Design Of Buck DC House”, California

Politecnic State Univercity, USA.

2. Harten, P. Van. 1986. Instalasi Listrik Rus Kuat 1. PT. Binacipta.

3. Detmers, Michael, Blauvert, Tyler, Variable DC Wall Outlet For The DC

House Project, Calpoly State University, 2011.

4 http://inovativeelectronics.com/index.php?pg=ie_pdet&idp=159, diakses

29 juli 2015 http://id.wikipedia.org/wiki/Arus_listrik, di akses 29 juli 2015

5. Microsystems, Allegro A ,2012,”Datasheet ACS712”, Worcerter.

6. http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/mosfet-sebagai-saklar/

[accessed 15 juni 2015]

7. Nise, Norman S.2004.” Control Sistem Enginering”. John Wiley and Sons.

8. Blum, Jeremy, Exploring Arduino, Wisley, 2013

9. Kadir, Abdul, Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan

Pemrogramannya menggunakan Arduino, Yogyakarta : Penerbit Andi,

2013.

10. Ardianto, Heri. 2008. Pemrograman Mikrokontroler AVR Atmega328P-

PU. Informatik : Jakarta.