MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC SKRIPSI TIMBUL MULYA DAVID

Transkripsi

1 MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC SKRIPSI TIMBUL MULYA DAVID PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains TIMBUL MULYA DAVID PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

3 PERSETUJUAN Judul : MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMEGA 8535 MENGGUNAKAN PC : Skripsi : Timbul Mulya David : : Sarjana (S1) Fisika : Fisika : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas Diluluskan di: Medan, 10 Juni 2014 Komisi Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Dr. Marhaposan Situmorang Nip Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc Nip Disetujui Oleh : Ketua Departemen Fisika Dr. Marhaposan Situmorang Nip

4 ii PERNYATAAN MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya Medan, 10 Juni 2014 Timbul Mulya David

5 iii PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan kekuatan, petunjuk dan Anugrah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul : MINIATUR MONITORING DAN ATMega 8535 PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS MENGGUNAKAN PC. Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Keluarga tercinta, khususnya kedua orangtua saya (Ayahanda Biliher Syarifuddin Panjaitan dan Ibunda Nurselly br. Simanjuntak) atas kasih sayang, doa, motivasi dan kerja kerasnya dalam mencukupi kebutuhan saya. Dan juga kakak-kakak saya Rotua Krisnawaty br. Panjaitan, Yunita Vera Ulina br. Panjaitan, dan adik saya Minarti br. Panjaitan atas doa dan motivasinya. 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang dan Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng. Sc yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan/ide demi sempurnanya skripsi ini. 3. Bapak Drs. Nasir Saleh, M. Eng. Sc (+) selaku dosen wali saya yang telah banyak memberikan motivasi semasa hidupnya selama perkuliahan, Bapak Drs. Syahrul Humaidi, Msc selaku sekretaris Departemen Fisika, beserta seluruh Civitas Akademika FMIPA khususnya seluruh staf pengajar dan pegawai yang selalu memperhatikan proses studi di Departemen Fisika FMIPA USU 4. Oppung S. Panjaitan br Silaen (+) dan keluarga J Panjaitan br. Siahaan serta seluruh keluarga besar Panjaitan demikian juga seluruh saudara-saudara sepupu atas semangat dan motivasinya. 5. Oppung G Simanjuntak br Panjaitan (+) dan Keluarga Drs J. Simanjuntak br. Pasaribu serta seluruh keluarga besar Simanjuntak demikian juga seluruh saudara-saudara sepupu atas semangat dan motivasinya. 6. Teman-teman seperjuangan dalam menyelesaikan skripsi Ferdi Aulia Mirda dan Poltak Simarmata atas dukungan dan motivasinya 7. Teman-teman stambuk breaving 2009 (Sony, Enra, Rieni, Esra, Andrian, Silvi, Helen, Ferdy, Nurzanah, Masria, Emy, Jenny, Agus, Agus Ningsih, Sabam, Resdina, Zainalludin, Suhartina, Stevani, Resdina, Mega, Yosua, Wenny, Natanael, Kalam, Ferdi, Poltak, Istas, Andico, Eldo, Arvilla, Fitri, Sukria, Monora, Septiana, Ade, Abul, dan rekan lainnya) beserta seluruh keluarga besar IMF yang telah memberikan semangat dan motivasinya. 8. Seluruh keluarga, saudara-saudari, teman-teman, abang/kakak dan rekan-rekan lainnya yang tidak dapat saya ucapkan satu persatu, terima kasih buat doa dan dukungannya. Semoga Tuhan selalu memberkati kita semua Menyadari akan keterbatasan ilmu yang dimiliki penulis dan juga keterbatasan waktu, saya merasa bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu dengan segala kerendahan hati, penuis mengharapkan kritik dan saran yang bermanfaat yang bersifat membangun demi menyempuranakan tugas akhir ini

6 iv Medan, 10 Juni 2014 Penulis

7 v MINIATUR MONITORING DAN PEMAKAIAN DAYA LISTRIK BERBASIS ATMega 8535 MENGGUNAKAN PC ABSTRAK Pada tahun 2013 pemakaian daya listrik kota Medan mencapai 90,48 Tera watt, hal ini dikarenakan tidak adanya penerapan manajemen energy sebagai upaya strategis untuk menghemat energi listrik. Sebagai salah satu cara manajemen pemakaian daya listrik adalah melalui pemantauan langsung pemakaian listrik. Karena itu dibuatlah alat untuk memonitoring daya yang digunakan menggunakan ACS-712 sebagai sensor arus dan Transformator sebagai sensor tegangan sehingga dapat dimonitoring nilai daya yang digunakan. Nilai arus dan tegangan tersebut akan diterima mikrokontroler ATMega 8535 yang telah diisi program untuk mengubah besaran tegangan analog menjadi besaran digital yang dikirim ke PC menggunakan RS 232 dan ditampilakan dalam bentuk grafik Dari hasil pengukuran dan monitoring diperoleh bahwa kesalahan rata-rata cukup kecil yaitu 3,64%, sehingga alat ini cukup baik untuk digunakan sebagai sebuah alat pengukuran dan pemantauan penggunaan daya listrik Kata Kunci : Monitoring, Daya Listrik, ACS-712

8 vi MINIATURE POWER USAGE AND MONITORING BASED ATMega 8535 USING PC ABSTRACT In 2013 the city of Medan power consumption reached Tera watts, this is due to lack of implementation of energy management as a strategic effort to conserve electrical energy. As a way of electric power consumption management is through the direct monitoring of power consumption. Since it was established tool for monitoring power use ACS is used as a current sensor and voltage transformers as sensors can be monitored so that the value of the power used. The voltage and current values will be accepted ATMega 8535 microcontroller which has been filled program to convert the analog voltage magnitudes into digital quantities are sent to the PC using the RS 232 and displayed in graphical form From the measurement and monitoring found that the average error is 3.64 % is quite small, so it 's quite good tool to use as a means of measuring and monitoring the use of electric power Keywords : Monitoring, Electric Power, Management

9 vii DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Rumusan Masalah 1.3 Batasan Masalah 1.4 Tujuan Penelitian 1.5 Manfaat Penelitian 1.6 Sistematika Penulisan i ii iii v vi vii ix x xi BAB II. LANDASAN TEORI 2.1 Arus Listrik 2.2 Tegangan 2.3 Daya 2.5 Transformator 2.5 Pengenalan Visual Basic Project Form Coding Atau Syntax 2.6 Mikrokontroler ATMega Fitur ATMega Konfigurasi Pin ATMega Peta Memori Komunikasi Serial USART Pengiriman Data Penerimaan Data ADC (Analog To Digital Converter) 2.7 Komunikasi Serial RS Karakteristik Sinyal Serial Port Serial Port pada PC Konfigurasi Serial Port Transmisi Data Pada RS Converter Logika RS BAB III. PERANCANGAN ALAT 3.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) 21 21

10 viii Diagram Blok Rangkaian Rangkaian Power Supply Rangkaian ACS 712 (Allegro Current Sensor 712) Rangkaian Sensor Tegangan Rangkaian Mikrokontroler ATMega Perancangan Pada PC 3.2 Perancangan Perangkat Lunak (software) Flowchart rangkaian pada Mikrokontroler Flowchart pada PC BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA DATA 4.1 Pengujian Alat Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan Pengujian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega Pengujian RS Pengujian Sistem Keseluruhan 4.2 Analisa Data Analisa Data Untuk Sensor Arus Analisa Data Untuk Sensor Tegangan Analisa Data Untuk Daya BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 5.2 Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

11 ix DAFTAR TABEL No. Tabel Tabel 2.1. Tabel 3.1 Tabel 4.1 Judul Halaman Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB 9 Fungsi masing-masing Pin IC ACS 712 Nilai Hasil Pengujian Sensor Arus dan Sensor Tegangan Dari Mikrokontroler ATMega

12 x DAFTAR GAMBAR No. Gambar Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Judul Halaman Transformator Step-Up Transformator Step-Down Diagram blok fungsional ATMega 8535 Pin ATMega8535 Peta Memori Program AVR ATMega8535 RS232 DB9 Rangkaian RS 232 Diagram Blok Rangkaian Rangkaian Power Supply Rangkaian ACS712 Diagram Blok ACS 712 Rangkaian Sensor Tegangan Rangkaian mikrokontroler ATMega 8535 Flowchart Rangkaian Pada Mikrokontroler Flowchart Pada PC Hasil monitoring daya menggunakan lampu 25 watt Hasil monitoring daya menggunakan lampu 40 watt Hasil monitoring daya menggunakan lampu 100 watt Hasil monitoring daya menggunakan lampu 350 watt

13 xi DAFTAR LAMPIRAN No. Lampiran Lampiran A Lampiran B Lampiran C Lampiran D Lampiran E Lampiran F Lampiran G Lampiran H Judul Halaman Gambar Rangkaian Miniatur Monitoring Daya Listrik PLN Berbasis ATMega 8535 Menggunakan PC Gambar Keseluruhan Alat dan Bagian-Bagiannya Data Untuk Daya 25 Watt selama 1 jam dalam Microsoft Access Data Untuk Daya 40 Watt selama 1 jam dalam Microsoft Access Data Untuk Daya 100 Watt selama 1 jam dalam Microsoft Access Data Untuk Daya 350 Watt selama 1 jam dalam Microsoft Access Program Bahasa C Pada Mikrokontroler ATMega 8535 Menggunakan Software Code Vision AVR Program Visual Basic 6.0 Pada PC