PEMANFAATAN MIKROKONTROLLER SEBAGAI PENGENDALI MULTILEVEL INVERTER JENIS BARU

Transkripsi

1 PEMANFAATAN MIKROKONTROLLER SEBAGAI PENGENDALI MULTILEVEL INVERTER JENIS BARU TUGAS AKHIR OLEH : HENDYANTHO HARISTYAWAN PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2009

2 PENGESAHAN Laporan Tugas Akhir dengan judul : PEMANFAATAN MIKROKONTROLLER SEBAGAI PENGENDALI MULTILEVEL INVERTER JENIS BARU diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar sarjana teknik elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan tugas akhir ini disetujui pada tanggal.2009 dan siap untuk diajukan ke ujian sarjana. Semarang,.2009 Menyetujui / Mengetahui Pembimbing, Dekan Fakultas Teknoilogi Industri, Leonardus Heru P, ST, MT Leonardus Heru P, ST, MT N.P.P N.P.P ii

3 ABSTRAK Multilevel inverter dengan kendali mikrokontroller adalah suatu alat konverter tegangan DC ke bentuk tegangan AC yang memiliki keluaran ini merupakan metode baru dimana untuk mengontrol kombinasi pensaklaran dari saklar daya digunakan sistem digital, sehinnga keluaran tegangan multilevel inverter dapat diperoleh lebih baik dan presisi sesuai dengan harapan. Prinsip kerja dari multilevel inverter jenis baru ini ialah meneruskan keluaran dari mikrokontroller yang akan menghasilkan kombinasi pensaklaran untuk saklar daya Kata kunci : Multilevel inverter, Mikrokontroller. iii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis haturkan kepada Allah S.W.T yang masih memberikan kesehatan kepada penulis untuk menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Penulis juga berterimakasih kepada orang-orang yang telah berjasa dalam membantu penulis secara moral, pengetahuan dan juga materiil dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Secara khusus penulis berterimakasih kepada : 1. Kedua orang tua penulis Soeryanto dan Harti Ismawati yang telah membesarkan penulis, memberikan kasih sayang yang tulus, serta memberikan kepercayaan yang besar, memberikan dorongan moril dan materiil yang sangat besar dan mengajarkan kepada penulis arti hidup sesungguhnya. 2. Adik tersayang Indah Rahmawati yang telah memberikan dukungan moril dan semangat. 3. Bpk Leonardus Heru Pratomo, ST, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri dan dosen pembimbing penulis yang telah memberikan banyak masukan dan arahan agar laporan tugas akhir ini terselesaikan dengan baik. 4. Dr. Slamet Riyadi ST, MT; Dr. F. Budi ST, MT; Bpk Yulianto Tedjo P,ST, MT; Bpk Budi ST, MT; Bpk Harnadi ST, MT; Ibu Brenda C, ST, MT; Bpk F Hendra ST, MT; Bpk Erdhi ST, MT; Ibu Rissa Farid C, ST, MT; Bpk Haryono; Bpk Chondro, ST, Ibu Sintarsih; Bpk Djoko Suwarno; selaku dosen yang telah membimbing penulis selama masa perkuliahan dan telah banyak memberikan ilmu kepada penulis. iv

5 5. Mas Agung dan Mas Ahmat yang telah membantu penulis untuk lebih memahami tentang elektronika. 6. Ibu Tini dan Bapak Maryono selaku Tata usaha Fakultas Teknologi Industri yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan masalah administrasi dan selalu mendukung penulis agar segera menyelesaikan kuliah. 7. Bpk Yatno selaku teman serta pemberi dukungan moril kepada penulis yang membuat penulis senantiasa menjadi lebih bersemangat. 8. Nyoto, Camat, Somat, Setiawan, Dwi S, Mario, Andi, David, Doni, Satrio,dkk terima kasih atas bantuannya dan perjuangannya selama ini sehingga tugas akhir ini dapat dibuat dan diselesaikan. 9. Buat Angkatan Tetep Semangat v

6 Daftar Isi Halaman Judul i Halaman Pengesahan......ii Abstrak..iii Kata Pengantar..iv Daftar Isi... vi Daftar Gambar......ix Daftar Tabel.....xi BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan Penulisan Tugas Akhir Metode Penelitian Sistematika Penulisan..3 BAB 2 DASAR TEORI Inverter Multilevel Inverter Topologi Kascade Multilevel Inverter vi

7 2.2.2 Prinsip Kerja Kascade Multilevel Inverter Single Pulse Width Modulation Sinusoidal Pulse Width Modulation Push Pull Converter...16 BAB 3 PEMANFAATAN MIKROKONTROLLER SEBAGAI PENGEN- DALI MULTILEVEL INVERTER JENIS BARU Pendahuluan Rangkaian Kendali dan daya Rangkaian Kendali Rangkaian Daya Rangkaian Driver Push-Pull Converter Push-pull Converter Rangkaian Daya Push-pull Converter Rangkaian Driver Mikrokontroller & Timer Mikrokontroller AT89s Timer Counter MCS Mode 2 Pencacahan bier 8 bit dengan isi ulang Lookup Tabel Power Simulator...26 vii

8 BAB 4 HASIL PENGUJIAN MULTILEVEL INVERTER Pengujian Pada Simulasi Powersim 6.0 dari PowerSimTech, Ltd Pengujian Rangkaian Push-Pull Converter Pengujian Rangkaian Daya Pengujian Rangkaian Multilevel Inverter Analisa Software...35 BAB 5 SARAN DAN KESIMPULAN Kesimpulan Saran...37 DAFTAR PUSTAKA...39 LAMPIRAN viii

9 Daftar Gambar 1. Gb 2-1 Inverter Gb 2-2 Multilevel Inverter Gb 2-3 Rangkaian Daya Mode Gb 2-4 Rangkaian Daya Mode Gb 2-5 Rangkaian Daya Mode Gb 2-6 Rangkaian Daya Mode Gb 2-7 Rangkaian Daya Mode Gb 2-8 Sinusiodal Pulse width Modulation Gb 2-9 Konfigurasi Rangkaian Push-Pull Converter Gb 3-1 Skema Pemanfaatn Mikrkontroller Sebagai Pengendali Multilevel Inverter Jenis Baru Gb 3-2 Diagram Blok Pemanfaatan Mikrokontroller sebagai pengendali multilevel inverter jenis baru Gb 3-3 Rangkaian kendali Mikrokontroller sebagai pengendali multilevel inverter jenis baru Gb 3-4 Rangkaian daya Gb 3-5 Diagram blok Gb 3-6 Rangkaian Driver Gb 3-7 Konfgurasi Rangkaian Push-pull Sumber Daya Gb 3-8 Konfgurasi Rangkaian Push-pull Rangkaian Driver Gb 3-8 Skema timer dalam 89s52/89s Gb 3-9 Mode 2 Pencacah biner 8 bit dengan isi ulang ix

10 20. Gb 3-10 Mode 2 Timer Mode Register Gb 3-11 Flowcart merubah data psim ke tabel lookup Gb 3-12 Skema Multilevel dari tabel Gb 4-1 Rangkaian SImulasi pada PSIM Gb 4-2 Tegangan dan Arus keluaran dari hasil simulasi Psim Gb 4-3 Gelombang Keluaran dari IC Gb 4-4 Gelombang Masukan Saklar 1 dan Saklar Gb 4-5 Gelombang Keluaran Push-pull Konverter driver dan daya Gb 4-6 Gelombang Keluaran Rangkaian Daya Gb 4-7 Tegangan dan Arus keluaran Multilevel R dan L.34 x

11 Daftar Tabel 1. Gb 2-1 Pensaklaran switching rangkaian driver Gb 3-1 Pensaklaran switching rangkaian driver pada software 28 xi