RANCANGAN PEMINDAH ENERGI OTOMATIS DARI TENAGA ANGIN KE TENAGA BATERAI

Transkripsi

1 RANCANGAN PEMINDAH ENERGI OTOMATIS DARI TENAGA ANGIN KE TENAGA BATERAI TUGAS AKHIR MARYATI MANURUNG PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN 2015

2 RANCANGAN PEMINDAH ENERGI OTOMATIS DARI TENAGA ANGIN KE TENAGA BATERAI TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Ahli Madya MARYATI MANURUNG PROGRAM STUDI D-3 FISIKA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATRA UTARA MEDAN 2015

3 PERSETUJUAN Judul : Rancangan Pemindah Energi Otomatis Dari Tenaga Angin ke Tenaga Baterai Kategori : Tugas Akhir Nama : Maryati Manurung Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Diploma III ( D-III) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, Juli 2015 Disetujui Oleh Prodi D-3 Fisika FMIPA USU Ketua, Pembimbing, Dr. Susilawati, M.Si Dr. Kurnia Brahmana, M.si NIP NIP i

4 PERNYATAAN RANCANGAN PEMINDAH ENERGI OTOMATIS DARI TENAGA ANGIN KE TENAGA BATERAI TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, 06 Juli 2015 MARYATI MANURUNG ii

5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis ucapkan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan keberkahan yang telah dilimpahkan-nya kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul RANCANGAN PEMINDAH ENERGI OTOMATIS DARI TENAGA ANGIN KE TENAGA BATERAI. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu pengetahuan Alam. Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Doa, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Teristimewa buat kedua orang tua penulis tercinta, atas perhatian dan dukungannya serta doanya selama ini. 2. Bapak Dr. Sutarman.Msc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatra Utara. 3. Ibu Dr. Susilawati, M.Si, selaku Ketua Program Studi D III Fisika Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. 4. Bapak Drs. Ferdinand Sinuhaji, M.S, selaku Sekretaris Program Studi Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. 5. Bapak Drs. Kurnia Brahmana, M.Si, Selaku pembimbing, yang telah membimbing dan mengarahkan kepada penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 6. Seluruh Staf pengajar / pegawai Program Studi Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam. 7. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis didalam menyelesaikan Tugas Akhir yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. iii

6 8. Teman-teman dari stambuk 2012 yang telah banyak membantu dalam penulisan Tugas akhir ini terutama Arman Hidayat Sirait. Penulis menyadari bahwa penyusunan laporan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan dan kelemahan. Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak guna penyempurnaan laporan di masa yang akan datang. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa dan pembaca sekalian demi menambah pengetahuan bagi pembaca. Medan, Juni 2015 Penulis iv

7 RANCANGAN PEMINDAH ENERGI OTOMATIS DARI TENAGA ANGIN KE TENAGA BATERAI ABSTRAK Telah dirancang sebuah alat Pembangkit Listrik Tenaga Angin yang merupakan suatu metode untuk membangkitkan energi listrik dengan cara memutar turbin angin dengan menggunakan IC 7408 berbasis mikrokontroler ATMEGA 8. Mikrokontroler sebagai suatu system yang dapat bekerja sama untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. Alat ini bekerja secara manual dengan menghasilkan tegangan konstan 5 volt, tegangan ouput pada rangkaian inverter 24 volt dan pada rangkaian regulator 6 volt. Jika kincir angin berputar dan menghasilkan energi listrik maka lampu akan menyala dan jika kincir angin tidak berputar maka regulator akan mengisi baterai 6 volt. Kata Kunci : Pembangkit Listrik Tenaga Angin, Mikrokontroller ATMega 8, Inverter, Regulator, Baterai. v

8 DAFTAR ISI Halaman Persetujuan i Pernyataan ii Penghargaan iii Abstrak v Daftar Isi vi Daftar Tabel viii Daftar Gambar ix Bab I Pendahuluan Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penulisan Batasan Masalah Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan 3 Bab II Landasan Teori Turbin Angin Komponen Tubin Angin Alat Pengontrol (Controller) Penyimpanan Energi (Bateray) Inverter Generator Regulator Mikrokontroler Fitur ATMega Konfigurasi Pin ATMega Komponen Pendukung Resistor LED (Light Emitting Dioda Dioda Lampu Pijar Kapasitor Transformator Bab III Perancangan Khusus Diagram Blok Sistem Perancangan Power Supply (PSA) Rangkaian Regulator Rangkaian Mikrokontroler ATMega Bagian Beban dan Inverter Bagian Motor dan Baterai Bagian Baterai dan Inverter 55 Bab IV Pengujian Rangkaian 57 vi

9 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega Pengujian Rangkaian Power Suplay Pengujian Rangkaian Inverter Pengujian Rangkaian Regulator 60 Bab V Penutup Kesimpulan Saran 61 Daftar Pustaka 62 vii

10 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Penjelasan port B pins Alternate Functions 30 Tabel 2.2 Penjelasan port C pins Alternate Functions 31 Tabel 2.3 Penjelasan PORT D pins Alternate Functions 32 Tabel 4.2 Data Pengujian Power Suplay 58 Tabel 4.3 Data Pengujian Inverter 59 Tabel 4.4 Data Pengujian Regulator 60 viii

11 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Turbin Angin 9 Gambar 2.2 Baling-baling 10 Gambar 2.3 Baterai 13 Gambar 2.4 Perbedaan Inverter AC dan DC 15 Gambar 2.5 Rangkaian Dasar Regulator Tegangan 24 Gambar 2.6 Konfigurasi Pin ATmega8 PDIP 29 Gambar 2.7 Resistor 35 Gambar 2.8 LED (Light Emitting Dioda) 36 Gambar 2.9 Dioda 37 Gambar 2.10 Lampu Pijar 39 Gambar 2.11 Symbol dan Beberapa Model Kapasitor 41 Gambar 2.12 Kapasitor Elektrilitik yang Khas 41 Gambar 2.13 Transformator 42 Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem 44 Gambar 3.2 Rangkaian Power Supply (PSA) 46 Gambar 3.3 Rangkaian Regulator 47 Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroler ATMega 8 49 Gambar 3.5 Rangkaian Driver 49 Gambar 3.6 Rangkaian Mosfet 51 Gambar 3.7 Rangkaian Driver 51 Gambar 3.8 Rangkaian Osilator 52 Gambar 3.9 Rangkaian Transformator Inverter 53 Gambar 3.10 Rangkaian Penyearah 53 Gambar 3.11 Bagian Beban dan Inverter 54 Gambar 3.12 Bagian Motor dan Baterai 55 Gambar 3.13 Bagian Baterai ix