RANCANG BANGUN PEMBUATAN MODUL

KONTROL KOMBINASI (MANUAL &

OTOMATIS) UNTUK LAMPU PENERANGAN

JALAN

TUGAS AKHIR

Disusun Oleh :

ALI SYAFI’I

NIM: 08.550.012

JURUSAN D3-ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2011

RANCANG BANGUN PEMBUATAN MODUL KONTROL

KOMBINASI (MANUAL & OTOMATIS) UNTUK LAMPU

PENERANGAN JALAN

TUGAS AKHIR

Diajukan kepada

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Akademik dalam Menyelesaikan

Program Ahli Madya (D-3) Teknik

Disusun Oleh :

ALI SYAFI’I

NIM: 08.550.012

JURUSAN D3-ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2011

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang Maha Esa, yang Maha Bijaksana

atas segala kasih sayang, rahmat dan hidayahNya, sehingga penulis bisa

menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul:

RANCANG BANGUN PEMBUATAN MODUL KONTROL

KOMBINASI (MANUAL & OTOMATIS) UNTUK LAMPU

PENERANGAN JALAN

Tugas Akhir ini merupakan perpaduan teori yang didapat selama kuliah

dengan penelitian dibidang elektronika. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi

salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya Teknik di Jurusan Elektro

Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,

untuk itu kritik dan saran dari dari semua pihak sangat kami butuhkan guna

melengkapi Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

bagi pembacanya. Amin yaa robbal „aalamiin.

Malang, 14 Juni 2011

Penulis

v

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji syukur kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan tugas akhir ini. dalam kesempatan ini penulis ingin

menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua Orang Tua, Ayah dan Ibu ku, Kakak-kakak dan Adik-adik ku yang

ku cinta, yang telah memberi dukungan baik moral, material dan do‟anya.

serta seluruh keluarga besar tercinta.

2. Bapak Ir. Nur Kasan, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan juga

selaku pembimbing I tugas akhir ini.

3. Bapak Ir. Nurhadi, MT. selaku pembimbing II tugas akhir ini.

4. Bapak. Ir. Diding Suhardi, MT. selaku penguji I.

5. Bapak. Ilham Pakaya, ST selaku Penguji II.

6. Bu. Ir. Nur Alif M. MT. yang selalu memberi dukungan dan nasehat.

7. Bu Nana yang dengan sabar selalu membantu ngurusin berkas-berkas

saya.

8. Bapak Hari Setiawan selaku staff Laboratorium Elektro yang selalu

memberi dukungan dan fasilitas sehingga saya dapat menyelesaikan tugas

akhir ini.

9. Bapak/Ibu Dosen maupun Staff Administrasi di lingkungan Jurusan

Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.

10. Untuk “Ndut” yang tak bosan-bosannya mendengar semua keluh kesahku,

selalu memberi do‟a, semangat serta dukungannya dan memberikan

vi

inspirasi dalam kehidupanku. “Harapan” itu adalah tujuan akhir dari

perjalan kita selama ini, aku yakin kita bisa mencapainya.

11. Teman- teman sekelas D3 angkatan 2008 menurut absen yaa, Domi,

Randhit, Ocky ” Cacink”, Cak Tri, Fendy ”Bram”, Arief, Wawan, Ari,

Kang Iqbal dengan jargonnya ”Endang Mari Endang Lulus”. Kalian semua

memberi semangat tersendiri dalam proses penyelesaian tugas akhir ini

”You Will Never Walk Alone”. Tak lupa kepada Arief Dayu dan Didiet

walaupun tidak bersama kami lagi semenjak smester 3, piye kabare rek....?

12. Teman-teman angkatan 2008 turut memberi dukungan menyelesaikan

Tugas Akhir ini Fredy, Ayou, Ovie, Pamungkas ”Ahm”, Ganjar, Robby,

teman-teman NECLIM : Mahdan, Ajek, Om Hajat, Saipul ”Jambrong”,

Gaza ”Pique”, Bobby, Dwi Ari, Faiz ”Messi”, Brelin ”9” serta semua

temen yang saya kenal yang namanya tidak bisa disebutkan satu- persatu,

seneng bisa kenal kalian semuanya.

Demikian ucapan terimakasih ini saya buat, atas segala dukungan

dan bantuannya semoga Allah membalas ketulusan kita semua, amin

Wassalam

Penulis

x

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ............................................................................. iii

KATA PENGANTAR ................................................................................. iv

ABSTRAKSI ............................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................ x

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xv

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Perumusan Masalah ........................................................... ........ 2

1.3 Tujuan dan Manfaat .................................................................... 2

1.4 Batasan Masalah.......................................................................... 3

1.5 Metodelogi Penulisan ................................................................. 4

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

BAB II TEORI PENUNJANG

2.1 Modul Kontrol ............................................................................ 6

2.2 Klasifikasi metode kontrol ......................................................... 7

2.3 Sensor Cahaya (LDR) ................................................................. 8

2.4 Op-Amp ...................................................................................... 10

2.4.1 Karakteristik Op-Amp ....................................................... 13

2.4.2 Penguat Non-Inverting ..................................................... 14

2.4.3 Penguat Inverting ............................................................. 15

2.4.4 Komparator Tegangan ...................................................... 16

2.4.5 Op-Amp 741 .................................................................... 16

2.5 Relay .......................................................................................... 18

2.5.1 Cara Kerja Relay ................................................................ .19

xi

2.5.2 Jenis-jenis Relay ................................................................ .20

2.5.3 Relay Arus Lebih ............................................................... 21

2.6 Transistor ................................................................................... 21

2.6.1 Prinsip Kerjanya ................................................................. 23

2.6.2 Arti-arti huruf kode transistor ............................................ 24

2.6.3 Sifat Input Transistor.......................................................... 25

2.6.4 Transistor Sebagai Saklar ................................................... 26

2.7 IC regulator ................................................................................ 34

2.8 Transformator ............................................................................. 35

2.9 Kondensator (Kapasitor) ............................................................ 37

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN

3.1 Perencanaan Modul Kontrol Kombinasi (manual & otomatis)

Untuk Lampu Penerangan Jalan............................................... 38

3.2 Sistem Modul Kontrol ................................................................ 41

3.3 Perancangan Rangkaian Elektronika Modul Kontrol ................ 42

3.3.1 Perancangan Sensor Cahaya .............................................. 47

3.3.2 Perancangan Relay ............................................................. 48

BAB IV PENGUJIAN ALAT

4.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya ................................................ 49

4.1.1 Langkah- langkah Pengujian .......................................... 49

4.1.2 Analisa Perhitungan Rangkaian Catu Daya .................... 51

4.1.3 Analisa Data .................................................................... 51

4.2 Pengujian Rangkaian Modul Kontrol Sistem Otomatis .............. .52

4.2.1 Langkah- langkah Pengujian .......................................... 52

4.2.2 Analisa Data .................................................................... 53

4.3 Pengujian Rangkaian Sensor ....................................................... 55

4.3.1 Langkah- langkah Pengujian .......................................... 55

4.3.2 Analisa Perhitungan Rangkaian Sensor .......................... 56

4.3.3 Analisa Data .................................................................... 64

xii

4.4 Pengujian Rangkaian Driver/Saklar (BC547) Sistem Otomatis . .65

4.4.1 Langkah langkah Pengujian ............................................... .65

4.4.2 Analisa Data ....................................................................... 66

4.5 Pengujian Rangkaian Modul Kontrol Sistem Manual ................ 67

4.5.1 Langkah-langkah Pengujian ................................................ 67

4.5.2 Analisa Data ........................................................................ 69

4.6 Pengujian Rangkaian Driver/Saklar (BC547) Sistem Manual..... 69

4.6.1 Langkah-langkah Pengujian ................................................ 69

4.6.2 Analisa Data ........................................................................ 70

BAB V PENUTUP

5.1 KESIMPULAN ....................................................................... 72

5.2 SARAN ................................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Grafik Kerja dan Lambang LDR ............................................... 8

Gambar 2.2 LDR (Light Dependent Resistor) .............................................. 9

Gambar 2.3 Closed Loop Op-Amp .............................................................. 11

Gambar 2.4 Blok Diagram Op-Amp ............................................................. 12

Gambar 2.5 Digram Skematik Simbol Op-Amp ........................................... 12

Gambar 2.6 Penguat Differensial ................................................................. 13

Gambar 2.7 Penguat Tegangan Non-Inverting ............................................. 14

Gambar 2.8 Penguat Linier Dengan Op-Amp (Inverting) ........................... 15

Gambar 2.9 Rangkaiaan Komparator Tegangan Sederhana ......................... 16

Gambar 2.10 Konfigurasi Op-Amp LM741.................................................. 17

Gambar 2.11 Cara Kerja Relay ..................................................................... 19

Gambar 2.12 Simbol Transistor NPN dan PNP ............................................ 22

Gambar 2.13 Grafik Output Dari Transistor Keadaan Cutoff dan Jenuh ..... 28

Gambar 2.14 Transistor Sebagai Sakelar ...................................................... 29

Gambar 2.15 Transistor Sebagai Sakelar Dengan Beban C .......................... 30

Gambar 2.16 Transistor Q1 Dihubung Seri Transistor Q2 ........................... 30

Gambar 2.17 Transistor Sebagai Sakelar Dengan Beban LED..................... 31

Gambar 2.18 Transistor Sebagai Sakelar Dengan Beban Induksi (Relay) ... 32

Gambar 2.19 Diode Diseri Dengan Dioda Zener .......................................... 33

Gambar 2.20 Transistor Dihubung Parallel Dengan Dioda Zener ................ 33

Gambar 2.21 Susunan Kaki IC Regulator ..................................................... 34

Gambar 2.22 Diagram Skematik IC 7805 ..................................................... 35

Gambar 2.23 Skema Transformator .............................................................. 36

Gambar 2.24 Simbol Kapasitor Elektrolit ..................................................... 37

Gambar 3.1 Rancangan Modul Kontrol Lampu Penerangan Jalan (Depan) 39

Gambar 3.2 Rancangan Modul Kontrol ........................................................ 40

Gambar 3.3 Diagram Blok Sistem Kerja Modul Kontrol

Untuk Lampu Penerangan Jalan............................................... 41

Gambar 3.4 Diagram Blok Dasar Sistem Modul Kontrol ............................. 43

xiv

Gambar 3.5 Schematic Rangkaian Catu Daya .............................................. .43

Gambar 3.6 Layout PCB Rangakian Catu Daya ........................................... .43

Gambar 3.7 Schematic Rangkaian Kombinasi (Manual & Otomatis) .......... 45

Gambar 3.8 Layout PCB Rangkaian Kombinasi (Manual & Otomatis) ....... 45

Gambar 3.9 Perancangan Rangkaian Sensor Cahaya ................................... 48

Gambar 4.1 Pengukuran Rangkaian Catu Daya ............................................ 50

Gambar 4.2 Pengukuran Rangkaian Otomatis .............................................. 52

Gambar 4.3 Pengukuran Sensor Rangkaian Otomatis .................................. 55

Gambar 4.4. Pengukuran Driver/Sakelar Sistem Otomatis ........................... 65

Gambar 4.5. Pengukuran Driver/Sakelar Sistem Manual............................... 67

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pada Rangkaian Catu Daya ............................. 50

Tabel 4.2 Data Pengukuran pada rangkaian otomatis ................................... 53

Table 4.3 Data Pengukuran pada rangkaian sensor (LDR)………................ 56

Tabel 4.4 Perbandingan Hasil Pengukuran dan Perhitungan......................... 64

Tabel 4.5 Data Pengukuran pada rangkaian driver (otomatis)....................... 66

Tabel 4.6 Data Pengukuran rangkaian manual……………………………... 68

Tabel 4.7 Data Pengukuran pada rangkaian driver/sakelar (manual)………. 70

xvi

DAFTAR PUSTAKA

[1] Richard Blocher, Dipl. Phys, Th. 2003 “Dasar Elektronika”. Yogyakarta :

Penerbit Andi.

[2] Trevor Linsley, Th. 2004 ”Instalasi Listrik Dasar”, edisi ke 3, Blackpool :

Penerbit Erlangga.

[3] Wasito, S, Th. 1985 ”Vademekum Elektronika”, Jakarta : Penerbit PT

Gramedia.

[4] Wasito, S, Th. 2006 “Vademekum Elektronika”, edisi ke 2, Jakarta :

Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama.

[5] www.rangkaian eletronika dan tutorial.com

[6] www.wikipedia.org

[7] www.galeryelectronica.com

[8] www.alldatasheet.com

[9] www.google.com