LEMBAR JUDUL PERENCANAAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : MULTIPLE INPUT SINGLE OUTPUT (MISO) DC-DC CONVERTER (CONVERTER DAN FILTER DC) TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 LEMBAR JUDUL PERENCANAAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : MULTIPLE INPUT SINGLE OUTPUT (MISO) DC-DC CONVERTER (CONVERTER DAN FILTER DC) TUGAS AKHIR Disusun Oleh : M. Nizar Tamimi JURUSAN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG TAHUN 2015 i

2 LEMBAR PERSETUJUAN PERENCANAAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : MULTIPLE INPUT SINGLE OUTPUT (MISO) DC-DC CONVERTER (CONVERTER DAN FILTER DC) Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : M. Nizar Tamimi Diperiksa dan disetujui Oleh Pembimbing I Pembimbing II Machmud Effendi,ST,M.Eng NIP: Ilham Pakaya, ST. NIDN : ii

3 LEMBAR PENGESAHAN PERENCANAAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : MULTIPLE INPUT SINGLE OUTPUT (MISO) DC-DC CONVERTER (CONVERTER DAN FILTER DC) Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana (S1) Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang Disetujui Oleh : Disusun Oleh : M. Nizar Tamimi Tanggal Ujian : 08 Agustus 2015 Periode Wisuda : 17 Oktober Machmud Effendi, ST, M.Eng ( Pembimbing I ) NIP: Ilham Pakaya, ST (Pembimbing II) NIDN : Nur Alif Mardiyah, Ir, MT (Penguji I) NIP: Drs. Budhi Priyanto, Msi (Penguji II) NIP : Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Elektro Nur Alif Mardiyah, Ir, MT NIP: iii

4 LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini : NAMA : M. NIZAR TAMIMI Tempat/Tgl Lahir : Kediri/05 Juni 1991 NIM : FAK./JUR. : TEKNIK/ELEKTRO Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir kami dengan judul PERENCANAAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : MULTIPLE INPUT SINGLE OUTPUT (MISO) DC-DC CONVERTER (CONVERTER DAN FILTER DC) 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 (M. Nizar Tamimi) Dosen Pembimbing I Mengetahui, Dosen Pembimbing II Machmud Effendi, ST, M.Eng Ilham Pakaya, ST NIP: NIDN : iv

5 LEMBAR PERSEMBAHAN Puji syukur kepada Allah SWT atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Machmud Effendi, ST, M.Eng dan bapak Ilham Pakaya, ST selaku pembimbing tugas akhir. 2. Bapak/Ibu dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang. 3. Ibu Nur Alif Mardiyah, Ir, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang 4. Kedua orang tua, M. Zaenudin (alm) dan Nur Salamah yang telah mendukung semua mimpi dan cita-cita penulis secara materi dan moral. Untuk semua ilmu yang telah dilimpahkan sehingga penulis mampu melangkah sejauh ini. 5. Kakak Nur Lailatul Azizah, M Agus Salim Bustomi, Nur Aini Fajarwati sebagai saudara, dan juga teman diskusi penulis. 6. Rekan satu kelompok Fajar Husein Primadani, untuk kerjasamanya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Sahabat penulis, Fajar HP, Luthfan AY, Muh Tasyar F, M Ali B, Rachmat Putra P, Ahmad J, Ardy, Melyza M, Samudi, Rosmala R, Tian R, Khaerul H, dan sahabat Elektro Kelas D yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. vii

6 KATA PENGANTAR Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayat-nya sehingga peneliti dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul : PERENCANAAN DAN PEMBUATAN RUMAH DC : MULTIPLE INPUT SINGLE OUTPUT (MISO) DC-DC CONVERTER (CONVERTER DAN FILTER DC) Di dalam tulisan ini disajikan pokok-pokok bahasan yang meliputi konsep pemanfaatan energi listrik terbaharukan yang di implementasikan dalam bentuk rumah dc. Rumah dc yang kelistrikannya menggunakan tegangan dc dari sumbersumber energi yang terbaharukan. Sumber energi tersebut meliputi PLTS, PLTA, PLTAg, dll. Dalam pemanfaatan sumber energi tersebut peneliti membuat konsep agar dapat memanfaatkan lebih dari satu sumber energi. Sehingga diperlukan sebuah perangkat untuk dapat menggabungkan PLTS dan PLTA agar dapat digunakan secara bersamaan ataupun bergantian. MISO DC-DC Converter inilah yang kemudian penulis teliti agar dapat dirancang dan diimplementasikan. Topologi converter yang penulis gunakan adalah topologi two-switch forward (forward converter). Topologi ini peneliti pilih dikarenakan memiliki efisiensi yang lebih bagus jika dibandingkan dengan topologi yang lain. Peneliti menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan. Oleh karena itu peneliti mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan pada masa depan. Malang, 24 Agustus 2015 Penulis viii

7 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL... i LEMBAR PERSETUJUAN... ii LEMBAR PENGESAHAN... ii LEMBAR PERNYATAAN... iii ABSTRAK... v LEMBAR PERSEMBAHAN... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiii BAB I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Metodologi Sistematika Pembahasan... 5 BAB II. LANDASAN TEORI 2.1 Rumah DC... 6 a. Proyek Rumah DC... 6 b. Diagram Blok... 8 c. Properti Industri dan Intelektual yang dibutuhkan untuk membangun rumah DC... 8 d. Potensi Dari Rumah DC... 9 ix

8 2.2 Konverter DC-DC... 9 a. Konverter Forward... 9 b. Single Switch Forward Converter c. Two Switch Forward Converter d. Prinsip Kerja Rangkaian Two-Switch Forward Converter BAB III. PERANCANGAN SISTEM 3.1 Perancangan LC Output Filter Perhitungan Two Switch Forward Converter Perhitungan Komponen Daya (MOSFET) Perhitungan Komponen Daya (Diode) Pembuatan Simulasi MISO DC-DC Converter Menggunakan MATLAB R2010a BAB IV. IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 4.1 Pengujian MISO DC-DC Converter Dengan Software MATLAB R2010a Hasil Uji Laboratorium Perangkat MISO DC-DC Converter Hasil Uji 2-switch Forward Converter Hasil Uji Filter DC Hasil Uji Pengujian MISO DC-DC Converter BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Rumah DC Dengan Sistem Individual... 6 Gambar 2. 2 Rumah DC dengan Multiple Sistem... 7 Gambar 2. 3 Rumah DC Dengan Sistem Tersentral... 7 Gambar 2. 4 Diagram Blok dari Rumah DC... 8 Gambar 2. 5 Topologi Dasar dari sebuah forward converter Gambar 2. 6 Conventional Forward Converter Gambar 2. 7 Gelombang Forward Converter Konvensional Gambar 2. 8 Topologi Two-Switch Forward Converter Gambar 2. 9 Gelombang Arus & Tegangan Two-Switch Forward Converter Gambar Rangkaian Two-Switch Forward Converter Gambar Aliran arus saat MOSFET di nyalakan Gambar Aliran arus saat MOSFET di matikan Gambar Diagram blok high-side gate driver circuit Gambar 3. 1 Two-Switch Forward MISO DC-DC Converter Gambar 3. 2 Bentuk Fisik Kapasitor 330µF 50V Gambar 3. 3 Bentuk Fisik Power Induktor 33 µh Gambar 3. 4 Bentuk Fisik MOSFET IRF540N dan IRF Gambar 3. 5 Bentuk Fisik Dioda Schottky 1N Gambar 3. 6 Perancangan MISO DC-DC Converter Pada MATLAB R2010a Gambar 4. 1 Blok Pengujian Bagian-Bagian MISO DC-DC Converter Gambar 4. 2 Diagram Blok Pengujian MISO DC-DC Converter Gambar 4. 3 Blok Diagram Pengujian Converter Gambar 4. 4 Gelombang keluaran Rangkaian Switch A antara sumber PLTA dan rangkaian switch Gambar 4. 5 Gelombang Keluaran Rangkaian switch B Gambar 4. 6 Diagram Blok Pengujian Filter Gambar 4. 7 Hasil Pengujian Filter Gambar 4. 8 Gelombang Tegangan Keluaran Converter (hasil uji ke-3) Gambar 4. 9 Gelombang Tegangan Keluaran Converter (uji ke-4) xi

10 Gambar Pengujian PWM Terpisah (Uji ke-4) xii

11 DAFTAR TABEL Tabel 3. 1 Spesifikasi MISO DC-DC Converter Tabel 4. 1 Hasil pengujian converter dengan avometer Tabel 4. 2 Tegangan Keluaran Transformator Pada Miso Tanpa Filter DC Tabel 4. 3 Tegangan Keluaran MISO DC-DC Converter xiii

12 DAFTAR PUSTAKA [1]. U.S. Energy Information Administration, World Energy Demand and Economic Outlook [2]. Katti Pradeep K; Khedkar Mohan K, Towards Sustainable Energy Systems Integrating Renewable Energy Sources is the Key for Rural Area Power Supply, Power Engineering Conference, IPEC The 7th International,pp.1-104,2005. [3]. Xi, Youhao. Bell, Bob. Electrical Engineering Times Two-switch topology boost forward, flyback design [Online]. Available at : [accesed 17 Februari 2015]. [4]. Bell, Bob. EDN Network Two-switch Topology Benefits Forward and Flyback Power Converters. [5]. Jong, Owen Multiple Input Single Output (MISO) Converter For the DC House Project. Electrical Engineering Department. California Polytechnic University. [6]. Kharagpur. DC-DC Converter. Version 2 EEIIT. [7]. Wong, Chi Kin Taffy A Multiple Input Single Output DC-DC [5]Converter For The DC House Project. Master of Science Dissertation. California Polytechnic State University. [8]. Zuk, Phillip. Havanur, Sanjay Two-switch Forward Converter: Operation, FOM, and MOSFET Selection Guide. 47